№83-17

Інтеграція дизайн-мислення в розробку проєкту енергоефективних матеріалів на основі міді

З.В. Сазанішвілі¹, https://orcid.org/0000-0003-4138-9238

Н.О. Ротт¹, https://orcid.org/0000-0002-3839-6405

І.М. Мацюк¹, https://orcid.org/0000-0002-0861-0933

Д.О. Довгаль¹https://orcid.org/0000-0002-1448-4152

¹Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 83:192–200

Full text (PDF)

https://doi.org/10.33271/crpnmu/83.192

АНОТАЦІЯ

Мета. Розробити інноваційний енергоефективний мідний матеріал із покращеними фізичними властивостями, що забезпечує довговічність, економічну ефективність та екологічну безпеку.

Методика. Запропонована методика поєднує фізико-хімічний аналіз і цикл дизайн-мислення для створення та оптимізації мідного композиційного матеріалу. Контроль технологічних параметрів забезпечує керування структурою й властивостями, а ітеративні етапи дизайн-мислення дозволяють адаптувати рішення до потреб користувачів. Зворотний зв’язок і випробування коригують матеріал і технологію, підвищуючи якість та функціональність продукту.

Результати. Розроблено модель комплексної оцінки технічних та експлуатаційних характеристик енергоефективного матеріалу на основі міді з врахуванням ключових параметрів – теплопровідності, електропровідності, корозійної стійкості та довговічності. Оцінка включає аналіз відгуків потенційних користувачів, що забезпечує адаптивність матеріалу до потреб ринку і конкретних застосувань. Запропонований підхід поєднує якісне прогнозування і кількісне визначення параметрів, що сприяє створенню матеріалу з високою практичною цінністю та промисловою придатністю.

Наукова новизна. Вперше застосовано ітеративний підхід дизайн-мислення для розробки матеріалів на основі міді, який комплексно інтегрує технічні, експлуатаційні та користувацькі вимоги у процес створення композиційного порошкового матеріалу. Розроблено модель, що поєднує фізико-хімічні характеристики, параметри технології порошкової металургії та зворотний зв’язок від користувачів, що забезпечує адаптивність і високу практичну цінність матеріалу у реальних умовах застосування.

Практична значимість. Запропонована технологія порошкової металургії з контролем параметрів забезпечує матеріал з оптимізованими властивостями. Дизайн-мислення враховує потреби користувачів та умови експлуатації, підвищуючи якість і конкурентоспроможність продукту. Результати можуть бути впроваджені у виробництво для зниження енергоспоживання та витрат, що сприяє розвитку прикладного матеріалознавства і сталих технологій.

Ключові слова: композиційний матеріал, мідь, дизайн-мислення, фізичні властивості, енергоефективні матеріали, інноваційні матеріали.

Перелік посилань

1. de Almeida, J. C., Wang, Y., Rodrigues, T. A., Nunes, P. H. H., de Mendonça, V. R., Falsetti, P. H. E.,Savazi, L. V., He, T., Bardakova, A. V., Rudakova, A. V., Tian, J., Emeline, A. V., Lopes, O. F., Patrocínio, A. O. T., Pan, J. H., Ribeiro, C., & Bahnemann, D. W. (2025). Copper‐based Materials for Photo and Electrocatalytic Process: Advancing Renewable Energy and Environmental Applications. Advanced Functional Materials. Portico. https://doi.org/10.1002/adfm.202502901

2. Saleem, S., Saeed, S., Saleem, S., Atif, M., & Noor, A. Z. (2025). Sustainable energy and OER: A comprehensive review of copper-based electrocatalyst developments. International Journal of Hydrogen Energy, 131, 177–190. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.04.373

3. Kale, H. B., Kute, A. D., Gaikwad, R. P., Fornasiero, P., Zbořil, R., & Gawande, M. B. (2024). Synthesis and energy applications of copper-based single-atom electrocatalysts. Coordination Chemistry Reviews, 502, 215602. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215602

4. Prahl, U., Zilly, A., & Dölling, J. (2025). Advances in Copper, Copper Alloys and Their Processing. Metals, 15(4), 375. https://doi.org/10.3390/met15040375

5. Kumar, V. (2013). 101 Design Methods: A Structured Approach for Driving Innovation in Your Organization. Wiley.

6. Brown, T. (2009). Change by Design: How Design Thinking Creates New Alternatives for Business and Society. Harper Business.

7. Change by Design, Revised and Updated: How Design Thinking Transforms Organizations and Inspires Innovation. (2019). Harper Business.

8. Meinel, C., Leifer, L., & Plattner, H. (Eds.). (2011). Design Thinking. Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-13757-0

9. Goldstein, J.I., Newbury, D.E., Michael, J.R., Ritchie, N.W.M., Scott, J.H.J., & Joy, D. C. (2018). Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. Springer New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6676-9

дата першого надходження статті до видання – 03.10.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 04.11.2025
дата публікації (оприлюднення) – 29.12.2025