מדע והנדסת חומרים...מדע והנדסת חומרים...מדע והנדסת חומרים...מדע והנדסת חומרים
קישורים מומלצים בתחום
Prof. Dan Shechtman Nobel Laureate Chemistry http://www.youtube.com/watch?v=EZRTzOMHQ4s קואזי-גבישים פרופ' דני שכטמן מהטכניון גילה משהו שהעולם סירב להאמין לו. קווזי-גבישים: מקפלר ועד שכטמן - מהארנבות של פיבונאצ'י ועד לנייר הטואלט שפנרוז לא אהב... מאמר מאת פרופ' רון ליפשיץ על תורת הגבישים:
 יוהנס קפלר (1571 - 1630)
חומר ואנטי חומר http://www.youtube.com/watch?v=oNJfHphjC04 Periodic Table of Videos
הזהב הקדום ביותר: The Oldest Gold in the World in a Varna Cenetery  המטמון מנחל משמר -
מגוון כלי ברונזה עתיקים שחלקם יוצרו בטכניקת השעווה האבודה
Prehistoric Iron Smelting Demonstration Making Damascus Steel Forging a Pattern Welded Sword - Dohrtoc Molecular Expressions website - סודות היקום - מסע אל תוך החומר:
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/index.html Materials Testing Laboratory Overview Structure and function of the electron microscope Smart Materials Demo
Exploring Materials Engineering http://www.engr.sjsu.edu/WofMatE - STM Image Galleryאתר הבית של חברת IBM המכיל גלריית תמונות ברמה האטומית:
How a Scanning Electron Microscope works http://www.youtube.com/watch?v=sFSFpXdAiAM
Molecular Dynamics Simulation of an Atomic Force Microscope Atomic Force Microscope http://www.youtube.com/watch?v=sswwa1kKmCA
IBM Measures the Force Required To Move Atoms http://www.youtube.com/watch?v=BUq2bQkL1zo חלומות ענק על מימדי ננס: על התפתחות הננוטכנולוגיה, המבשרת (אולי) את המהפכה התעשייתית הבאה:
מיקרוסקופיה אטומית כאומנות - מאמר מאת נח שמיר. פורסם במגזין במה. האוניברסליות של האסטטיקה והיופי בראית האדם את הטבע היא עובדה קיימת אבל לא בהכרח טריביאלית...
Heat Treating Nano manufacturing Composite Materials
Scanning Tunneling Microscope http://www.youtube.com/watch?v=5g43LWUl18Y  קשרים יונים בין מתכת לאל-מתכת
Dr Quantum Explains The Law of Attraction Scientifically | מבוא למדע והנדסת חומרים
פולימורפיזם - אתר הבית של ד"ר דנה אשכנזי 
מבוא לחומרים התבוננו סביבכם, מה אתם רואים? חומרים נמצאים בכל מקום! גוף האדם עשוי מחומרים ביולוגיים שונים, הבגדים שאנו לובשים עשויים מחומרים, הבתים בהם אנו חיים עשויים מחומרים שונים, כדוגמת מתכות, חומרים קרמיים ופולימרים. רוב המוצרים שסביבנו עשויים ממגוון רחב של חומרים. חומר מורכב מחלקיקי מבנה זעירים הקרויים אטומים. כל חומר בעולמינו מורכב מאטומים. החול, הים, העצים, והסלעים עשויים מצרופים של אטומים שונים המחוברים ביניהם באמצעות מגוון של קשרים.
 האטומים מהווים את אבני היסוד לחומרים סביבנו. בין האטומים של אותו היסוד או של יסודות שונים קיימים קשרים הקרויים קשרים בין-אטומיים והם משפיעים על תכונות חומר כגון מוליכות חום, מוליכות חשמלית, חוזק, קשיות, משיכות, פריכות ועוד. הקשר בין מבנה החומר ברמת המיקרו לבין תכונותיו ברמת המאקרו ייתן לנו מענה לשאלות שונות, לדוגמה מדוע תכונותיהם של יהלום וגרפיט, הבנויים שניהם מאטומי פחמן, הן שונות כל-כך? מה הקשר בין האופן שבו טבעה הטיטניק לבין הפלדה ממנה נבנתה? ואיך ניתן לייצר זכוכית בצבעים שונים? מדע והנדסת חומרים הינו תחום שעוסק בפיסיקה של המצב המוצק, ובקשר שבין מבנה החומר ברמה המיקרוסקופית, המכונה מיקרו-מבנה, לבין תכונות החומר ברמת המאקרו.
 פולימורפיזם (ריבוי צורה) של היסוד פחמן
השימוש בחומרים בעולמינו הוא נרחב וכולל מנועי סילון, מחשבים ומוצרי חשמל שונים, מעבורות חלל, גשרים, מכוניות, התקנים רפואיים שונים, כלי-בית, ביגוד, מוצרי ספורט ומוצרי מזון. לדוגמה, ליבו של מנוע הסילון עשוי מנתכי-על על בסיס ניקל. הסיבה העיקרית לשימוש בנתכים אילו היא עמידותן המצויינת בטמפרטורות גבוהות. בנוסף משתמשים במנוע הסילון גם ברכיבים עשויים אלומיניום, טיטניום, פולימרים, ואף חומרים מרוכבים. בעת בחירת חומרים לשימושים השונים נשאל את עצמנו מגוון שאלות שונות כגון מהם השימושים להם מיועד המוצר? באיזה תהליכים נבחר לייצר את המוצר? באיזה סביבות המוצר יישרת? מהן דרישות הלקוח, האם החומר שבחרנו זמין? מה מחירו של החומר, והאם מדובר בחומר ידידותי לסביבה - בר מחזור ושאינו רעיל?
 גשר הזהב, סן-פרנסיסקו (יוני 2009). צילום: רפי אשכנזי  גשר הזהב, סן-פרנסיסקו (יוני 2009). צילום: דנה אשכנזי
סקירה היסטורית
כשהיוונים הקדומים דיברו על חומר, הם דיברו על ארבעה יסודות: אדמה, מים, אוויר ואש, שהם שילוב בין ארבעה מצבים: חום/קור, יובש/רטיבות. למעשה, היה זה דמוקריטס שדיבר לראשונה על חלקיקי יסוד, אותם הוא כינה אטומים. אולם, השימוש בחומרים החל הרבה לפני תקופת יוון העתיקה ונמשך עד ימינו אנו. השינויים החשובים בתולדות האנושות חלו תמיד בעקבות שינויים בטכנולוגיה, החל מסיתות כלי אבן בתקופת האבן ועד לטיסות בחלל, מחשבים ורובוטים. לשינויים טכנולוגיים אילו תמיד נלווה השימוש בחומרים חדשים ובפיתוח של תהליכים חדשים.
 תקופת האבן - אבות אבותינו הקדומים התבדלו משאר בעלי החיים בשל יכולתם לאחוז עצמים שונים כדוגמת אבנים, עצמות ועצים. הם החלו להשתמש בעצמים הללו להכנת כלי נשק וכלי עבודה. לימים הבינו אוותם קדמונים כי מוטב לבחור אבנים מסוימות, בעלות תכונות רצויות, כגון אבני צור, להשחיזן, ואז להפכן לכלי חיתוך. התקופה בה השתמש האדם באבן כחומר מרכזי לייצור כלים קרויה תקופת האבן.
 תקופת הברונזה - האבן נשארה חומר עיקרי לעשיית כלים עד בערך שנת 4,500 לפנה"ס, אז נתגלתה דרך להפקת נחושת מעופרות מסוימות בהתכה. כעבור 1,000 שנים בערך התגלה, כנראה בדרך מקרה, כי התכת נחושת ביחד עם בדיל יוצרת חומר הקרוי ארד (ברונזה) - סגסוגת מתכתית נוקשה וחזקה יותר מהנחושת הטהורה, המתאימה לעשיית כלי עבודה וכלי נשק. תקופת הברונזה התחילה במזרח התיכון, ומשם התפשט השימוש בברונזה למקומות אחרים. ליצירת כלים משוכללים, יצקו את הברונזה לתבניות בעלות צורה רצויה, וכך התקבלו כלי חיתוך משובחים, כמו גרזנים וסכינים, לעיבוד עץ ואבן. שתי התפתחויות חשובות חלו בעולם העתיק בתחילת תקופת הברונזה: המצאת המחרשה הרתומה לשור והמצאת הגלגל. באותם ימים קיבלה גם הקדרות תנופה גדולה, ונפוץ שימוש בכלי חרס שרופים לאחסנה. הודות לשיפור ביעילות העיבוד החקלאי, אנשים רבים השתחררו מעבודת האדמה ונעשו אומנים. שיטות הבנייה השתכללו וקמו הערים הראשונות. אחת התרבויות החשובות ביותר של תקופת הברונזה התפתחה במצרים.
תקופת הברזל - סביב 1,200-1,500 לפנה"ס גילו החיתים, תושבי צפון סוריה ורמת אנטוליה, שיטה להפקת ברזל מעפרותיו. הידע הזה התפשט משם באגן הים התיכון והגיע לידי היוונים. הכלים שנוצרו מברזל, אחרי התכתו וחישולו, היו חזקים בהרבה מכלי הארד ומתאימים לשימושים כבדים, הן בעבודות אדמה והן בלחימה. אפשר לומר שתקופת הברזל, שהחלה אז, נמשכת עד ימינו מבחינות מסויימות.
 קישורים מומלצים בתחום
matweb
מאגר מידע נרחב על חומרים ותכונותיהם:
יש עוד מקום בתחתית - הרצאתו של פרופ' ריצ'ארד פיינמן משנת 1959 בנושא הננו-מערכות:
http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html Materials Research Society -- Discover The Secrets of Everyday Stuff
http://youtube.com/watch?v=0oMgU9Ivs80 Substech
מקור ידע חופשי בהנדסת חומרים:
חמד"ע - המרכז לחינוך מדעי בתל-אביב:
 Methods in Computational Materials Science
LIQUIDS AND SOLIDS
Lec 1 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry Lec 2 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic & Electronic Structure http://www.youtube.com/watch?v=JwDWi-hPjxc&feature=relmfu Lec 3 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Periodic Table + Atom http://www.youtube.com/watch?v=gVUpETtIFPE&feature=relmfu Lec 4 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - The Atom + Bohr's Model http://www.youtube.com/watch?v=qw0pfuCu8q0&feature=relmfu Lec 5 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - The Atom + Bohr's Model http://www.youtube.com/watch?v=UbjZgxIjQfk&feature=relmfu Lec 6 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - The Atom + Wave Mechanics http://www.youtube.com/watch?v=cBxDQR2AEJY&feature=relmfu Lec 7 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic Bonding http://www.youtube.com/watch?v=WaCXmcVVduI&feature=related  קשרים קוולנטיים בין לאל-מתכות
Lec 8 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic Bonding http://www.youtube.com/watch?v=IM5UZCtNKsc&feature=relmfu Lec 9 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic Bonding http://www.youtube.com/watch?v=AbbajZZZxVE&feature=relmfu Lec 10 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic Bonding http://www.youtube.com/watch?v=z_ouix9X1Zg&feature=relmfu
Lec 11 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic Bonding http://www.youtube.com/watch?v=dXtEEME3ue8&feature=relmfu Lec 12 - MIT 3.091 Introduction to Solid State Chemistry - Atomic Bonding http://www.youtube.com/watch?v=y54bsRU-eJw&feature=relmfu Nanotubos e Fulereno
מבוא לכימיה של פני-שטח: An Introduction to Surface Chemistry http://www.chem.qmul.ac.uk/surfaces/scc/sccindex.htm
Atoms orbitals in 3D  סריג מתכתי
CCDC
The CCDC is dedicated to the advancement of chemistry and crystallography for the public benefit Chemistry playing cards
בטון שקוף המעביר אור  Notebook: Invisibility Cloak Invisibility: Science Sensei 11
http://youtube.com/watch?v=oLbS3M4V7oI Optical Camouflage Invisible Cloak http://youtube.com/watch?v=JKPVQal851U Progress: Science – Nanotechnology http://www.youtube.com/watch?v=vjr7jw2oqLc
Nano, the next dimension http://www.youtube.com/watch?v=eCpkq_AeX50 Ralph Merkle - An introduction to Molecular Nanotechnology http://www.youtube.com/watch?v=cdKyf8fsH6w
 |
