تُستخدم المواد المركبة من مادة نظرة خاطفة على نطاق واسع كبديل للمواد المعدنية التقليدية في العديد من المجالات ذات القيمة المضافة العالية، وذلك بفضل مزاياها الشاملة في الأداء، مثل خفة الوزن، والقوة العالية، ومقاومة التآكل، والتشحيم الذاتي. وفيما يلي ملخص لأهم تطبيقاتها:
أولاً: الفضاء الجوي
قيمة التطبيق: تخفيف الوزن بشكل كبير لتحسين كفاءة استهلاك الوقود وقدرة الحمولة، مع تحمل درجات الحرارة القصوى والاهتزاز والتآكل الكيميائي.
المكونات/السيناريوهات المستبدلة: الأجزاء الهيكلية للطائرات: الأغطية، والحواف الأمامية للأجنحة، وأغطية محاور العجلات، والأقواس، ومشابك الأنابيب، ودعامات الأبواب، وما إلى ذلك، يمكن أن يؤدي استبدال سبائك الألومنيوم إلى تقليل الوزن بنسبة 20٪ - 40٪ (على سبيل المثال، بوينغ 787، إيرباص A350).
مكونات المحرك: المراوح، حلقات منع التسرب، الحشيات، مشابك أسلاك التوصيل، الصواميل، إلخ، مما يوفر مقاومة عالية لدرجات الحرارة وتقليل الوزن.
الأجزاء الداخلية: إطارات المقاعد، وألواح الجدران الجانبية، وما إلى ذلك، بما يتوافق مع متطلبات مقاومة اللهب والسلامة.
الصواريخ والأقمار الصناعية: صواني البطاريات، والمثبتات، والأجزاء الهيكلية الأخرى، التي تلبي المتطلبات القاسية لبيئة الفضاء.
ثانياً: مركبات الطاقة الجديدة
قيمة التطبيق:تحقيق تخفيف الوزن لزيادة مدى المركبات الكهربائية، وتلبية متطلبات الموثوقية والعزل في ظل ظروف الشحن السريع عالي الجهد ودرجات الحرارة العالية.
المكونات/السيناريوهات المستبدلة:
نظام نقل الحركة: أغطية المحرك، والمحامل، والأختام، وشفرات الشاحن التوربيني، وشفرات مضخة التفريغ (المركبات التقليدية)؛ محامل المحرك، وأسلاك المحرك المطلية بالمينا عالية الجهد 800 فولت (مركبات الطاقة الجديدة).
ناقل الحركة والفرامل: حلقات تروس القابض، التروس، صمامات فرامل نظام منع انغلاق المكابح (أب)، حلقات منع التسرب.
نظام البطارية: مواد عزل حزمة البطارية (على سبيل المثال، تطبيق بطارية بي واي دي شفرة زاد من كثافة الطاقة الحجمية للوحدة بنسبة 18٪)، والأختام.
أخرى: مكونات نظام التوجيه، والبطانات، وتروس المقعد الكهربائي، وأجزاء قياسية متنوعة.
ثالثًا: الطب والرعاية الصحية
قيمة التطبيق: توافق حيوي ممتاز، معامل مرونة مشابه لعظام الإنسان، لا يحتوي على شوائب معدنية، قابل للتخصيص.
المكونات/السيناريوهات المستبدلة:الغرسات: مفاصل اصطناعية (الورك، الركبة)، أقفاص دمج الفقرات، صفائح إصلاح الجمجمة، بدائل الأضلاع، وغيرها، تحل محل المعادن الطبية مثل سبائك التيتانيوم بشكل سريع. الأدوات الجراحية: تتحمل أكثر من 3000 دورة تعقيم بالبخار عالي الضغط عند درجة حرارة 134 درجة مئوية، وتُستخدم في تصنيع أدوات جراحية عالية الجودة قابلة لإعادة الاستخدام.
رابعاً: الصناعة والطاقة
قيمة التطبيق: مقاوم للتآكل، مقاوم للتلف، ذاتي التشحيم، مناسب للبيئات الصناعية القاسية، ويتجنب تلوث مواد التشحيم.
المكونات/السيناريوهات المستبدلة:
النفط والغاز: حلقات منع التسرب، وألواح الصمامات، والبطانات، واستبدال مادة مادة PTFE، والتغلب على مشاكلها المتمثلة في سهولة التآكل والتدفق البارد تحت درجات الحرارة والضغط العاليين.
المضخات والصمامات الكيميائية: صمامات، أجسام المضخات، محامل، موانع تسرب، مقاومة للتآكل الكيميائي.
طاقة الرياح والطاقة الشمسية: محامل توربينات الرياح، وألواح الخلايا الكهروضوئية، وما إلى ذلك، مما يطيل عمر الخدمة في البيئات القاسية.
خامساً: المعلومات الإلكترونية وتصنيع أشباه الموصلات
قيمة التطبيق:نقاء عالٍ، مقاومة عالية للحرارة، انبعاث غازات منخفض، استقرار الأبعاد، مما يضمن إنتاجية عالية الدقة للعملية.
المكونات/السيناريوهات المستبدلة:
تصنيع أشباه الموصلات: حلقات تثبيت CMP، وحوامل الرقائق، والمثبتات، وحلقات الطلاء الانتقائي، وما إلى ذلك، تتحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 260 درجة مئوية وتآكل البلازما، مما يوفر عمر خدمة أطول.
الإلكترونيات الاستهلاكية: هوائيات الهاتف المحمول المدمجة (استبدال LCP/باي)، وأغشية اهتزاز مكبر الصوت، والموصلات، وما إلى ذلك، مع الاستفادة من انخفاض امتصاص الرطوبة والأداء الكهربائي المستقر.
سادساً: المجالات الناشئة:
الروبوتات والاقتصاد على ارتفاعات منخفضة
قيمة التطبيق:خفيفة الوزن، عالية القوة، منخفضة الضوضاء، مواد أساسية لتحسين أداء الحركة والقدرة على التحمل.
المكونات/السيناريوهات المستبدلة:
الروبوتات الشبيهة بالبشر: الهياكل المفصلية، والتروس، والمحامل، ومخفضات التوافقيات، والعجلات المرنة/الصلبة، ومكونات النقل الأخرى (على سبيل المثال، تطبيق تسلا أوبتيموس الذي قلل الوزن بمقدار 10 كجم).
الطائرات بدون طيار / eVTOL: المراوح / الشفرات، الأجزاء الهيكلية لجسم الطائرة، الأذرع، إلخ، تحقق مركبات ألياف الكربون نظرة خاطفة أقصى قدر من تقليل الوزن وقوة عالية.
ملخص
يكمن جوهر استخدام مركبات نظرة خاطفة كبديل للمعادن في تلبية متطلبات الأداء، بل وتجاوزها، مع تحقيق وزن أخف بكثير، ومقاومة عالية للتآكل، وتكامل وظيفي ممتاز. تتوسع تطبيقاتها بسرعة من مجالات متطورة للغاية، مثل صناعة الطيران والفضاء والطب، إلى صناعات ناشئة استراتيجية، مثل مركبات الطاقة الجديدة، وأشباه الموصلات، والروبوتات، مما يُظهر إمكانات سوقية هائلة. كما تُحقق مركبات نظرة خاطفة المُدعمة بألياف الكربون إنجازاتٍ بارزة في القوة النوعية، والصلابة، ومقاومة الإجهاد، لتصبح خيارًا مثاليًا لاستبدال المعادن عالية الجودة (مثل سبائك التيتانيوم).
