Şekil Hafızalı Mekanik Metamalzemeler: Tasarım, Üretim ve Uygulamalar
Öz
Bu derleme çalışması, şekil hafızalı malzemeler (ŞHM) ile öksetik yapıların birleştirilmesi yoluyla oluşturulan şekil hafızalı öksetik metamalzemelerin (ŞHÖ-MM) temel prensiplerini, üretim tekniklerini, karakterizasyon yöntemlerini ve çok yönlü uygulama potansiyellerini kapsamlı biçimde ele almaktadır. ŞHM’lerin çevresel uyaranlara duyarlı, geri dönüşümlü şekil değiştirme yetenekleri ile öksetik yapıların negatif Poisson oranı gibi olağanüstü mekanik tepkileri bir araya getirilerek programlanabilir, çok işlevli ve yüksek performanslı sistemlerin tasarlanması mümkün hale gelmektedir. Çalışmada, bu hibrit metamalzemelerin ölçek bağımlı deformasyon mekanizmaları detaylı şekilde incelenmiş; sonlu elemanlar analizi, malzeme modelleri ve çok ölçekli hesaplamalı yaklaşımlar aracılığıyla gerçekleştirilen güncel simülasyon çalışmaları değerlendirilmiştir. Ayrıca, eriterek biriktirme, stereolitografi, PolyJet baskı ve lazer kesim gibi ileri üretim tekniklerinin bu sistemlerin imalatında kullanımları açıklanmıştır. Karakterizasyon yöntemleri kapsamında, mekanik testler, termal analizler ve şekil geri kazanım performans ölçümleri ele alınmıştır. Biyomedikal implantlar, yumuşak robotik sistemler, esnek elektronikler, darbe emici yapılar ve giyilebilir teknolojiler gibi çeşitli alanlardaki uygulamalara ilişkin son gelişmelere de yer verilmiştir. Literatürde bu iki yenilikçi malzeme sınıfının birlikte değerlendirildiği Türkçe kaynakların bulunmaması nedeniyle, bu çalışma mevcut boşluğu doldurarak akademik literatüre özgün ve bütüncül bir katkı sunmaktadır. Ayrıca, bu malzeme sistemlerinin geleceğine dair öngörüler doğrultusunda, 4B yazıcı teknolojileri, yapay zekâ destekli tasarım optimizasyonları ve çok malzemeli üretim yaklaşımları çerçevesinde araştırma fırsatları da tartışılmıştır.
Anahtar Kelimeler
- Şekil Hafızalı Malzemeler
- öksetik yapılar
- mekanik metamalzemeler
- negatif poisson oranı
- şekil hafıza etkisi.
Destekleyen Kurum
Proje Numarası
Etik Beyan
Teşekkür
Kaynakça
- [1] Veselago V. G., ''The Electrodynamics of Substances with Simultaneously Negative Values of ε and μ'', Soviet Physics Uspekhi, 10(4): 509, (1968).
- [2] Pendry J. B., Holden A. J., Robbins D. J. and Stewart W. J., ''Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena'', IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 47(11): 2075–2084, (1999).
- [3] Smith D. R., Pendry J. B. and Wiltshire M. C. K., ''Metamaterials and Negative Refractive Index'', Science, 305(5685): 788–792, (2004).
- [4] Aydın G., & San S. E., "Breaking the limits of acoustic science: A review of acoustic metamaterials", Mater. Sci. Eng. B, 305, 117384, (2024).
- [5] Yaman, P., Türkeş E., & Yuksel O. "Determination of the Construction Material for Phononic Band Gap Structures by Tribological Performance", Politeknik Dergisi, 28(1):27-34, (2025).
- [6] Wayman C. M., ''Shape memory alloys'', MRS Bulletin, 18(4), (1993).
- [7] Saxena K. K., Das R., Calius E. P., "Three Decades of Auxetics Research − Materials with Negative Poisson’s Ratio: A Review", Adv. Eng. Mater., 18(11): 1847–1870, (2016).
- [8] Erdoğuş H. B. "Negatif Poisson Oranındaki Stent Tasarımının Üç Katmanlı Arter ve Asimetrik Plak Yapısına Göre Sanki-Statik Analizi", Politeknik Dergisi, 27(5):1673–1680, (2024).
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Malzeme Fiziği, Fonksiyonel Malzemeler
Bölüm
Derleme
Yazarlar
Gülcan Aydın
*
0000-0003-4627-961X
Türkiye
Hacer Çelebi
0000-0001-7248-388X
Türkiye
İdris Candan
0000-0002-9950-713X
Türkiye
Sait Eren San
0000-0001-5042-4555
Türkiye
Erken Görünüm Tarihi
16 Temmuz 2025
Yayımlanma Tarihi
15 Mart 2026
Gönderilme Tarihi
19 Mayıs 2025
Kabul Tarihi
6 Temmuz 2025
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 29 Sayı: 2