caracterizarea bazata pe cunoastere a capacitatii de amortizare

34
1.2. Analiza conceptelor de nanostructurare a sistemelor compozite alcatuite din materiale
diferite
Nuzzo şi Allara au raportat primul studiu al mono-straturilor auto-asamblate în 1983. De
atunci acest domeniu de activitate se dezvoltă rapid, în special mono-straturile pe substrat de aur,
chemoabsorbite din soluţii sau gaze. Posibilitatea de a fabrica filme mono-moleculare omogene
cu proprietăţi controlate a captat substanţial atenţia cercetătorilor în domeniu în ultimii ani. Autoasamblarea
mono-straturilor SAMs de sulf pe substrat de aur este un procedeu uşor de a forma
fire omogene. Procesul de absorbţie are doi paşi. În primul pas, moleculele sunt fizic absorbite
(prin absorbţie izotermă Langmuir) şi aranjate aproape paralel, în linie cu suprafaţa. În pasul al
doilea, moleculele se reorientează şi-şi organizează lanţurile alchil prin chemobsorbţie într-un
monostrat omogen cu proprietăţi controlate. Cristalele se pot aranja în diferite forme ordonate, şi
se pot utiliza ca filme anti-îngheţ pentru avioane, straturi lubrifiante în microelectronică, agenţi
anti-trombotici pentru artere, etc. In lucrare s-a studiat o colecţie de nanoparticule de aur de
aproximativ 5nm diametru, aranjate în circuite moleculare intr- matrice de cupru, sunt prezentate
în fig. 1.2.1.
Fig.1.2.1. Circuite moleculare din nanoparticule de aur in matrice de cupru.
Pentru obtinerea unor proprietati superioare de rezistenta si amortizare, se utilizeaza
compozite cu materiale diferite. Implementand in circuitele moleculare cu nanoparticule de aur,
nanoparticule dintr-un material auxetic, proprietatile de amortizare a nanocompozitului cresc. IN
lucrare se studiaza materialele auxetice si materialele cu rigiditate negativa (sau a materialelor
auxetice cu coeficient Poisson negativ in scopul arhitecturarii a noi nanocompozite cu proprietati
superioare sau la cerere (Chiroiu, Munteanu, Dumitriu, Beldiman si Secara 2007, Chiroiu,
Dumitriu, Munteanu 2007). Motivatia pentru studiul materialelor cu rigiditate negativa este data
de rezultatele experimentale estrem de promitatoare din ultimii ani, care au demonstrat ca
mecanismul rigiditate negativă exercită o forţă opusă care anulează rigiditatea resortului elastic.
Acest mecanism amortizează vibraţiile de la două ori la trei ori mai bine dacật orice mecanism
activ sau semi-activ de reducere a vibraţiilor (Chiroiu, Munteanu, Dumitriu, Beldiman si Secara,
2008). Rezultatul esential pe care se bazeaza aceasta lucrare este demonstrarea atat experimentala
(Lakes 2001, Lakes, Lee, Bersie si Wang 2001) cat si teoretica (Teodorescu, Badea, Munteanu şi
Onişoru 2005, Teodorescu, Munteanu si Chiroiu 2005) existenţa materialelor cu constante
elastice de material avậnd valori negative. În cazul cuprului se arată că acest material poate avea
constante elastice negative pentru deformaţii iniţiale mari pozitive sau negative.
Ideia principală a lucrarii constă în aceea că, înglobate într-o matrice de material cu
rigiditate pozitivă, incluziunile din material cu rigiditate negativă activează în timpul vibraţiilor
mecanismul rigiditate negativă prin care dezvoltă deformaţii mai mari în incluziuni şi în
vecinatatea lor, decật în restul matricii. Datorită acestor deformaţii mari, mişcarea globală a