• یکشنبه / ۲۶ آبان ۱۳۹۸ / ۱۱:۴۵
  • دسته‌بندی: فناوری
  • کد خبر: 98082616791
  • خبرنگار : 71589

توسعه نسل جدید سپرهای حرارتی با نانولوله‌های کربنی

توسعه نسل جدید سپرهای حرارتی با نانولوله‌های کربنی

محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا موفق به تولید ساختار جدیدی برای توسعه نسل بعدی سپرهای حرارتی هواپیماها و فضاپیماهای مافوق صوت شده‌اند که تا دمای ۱۹۰۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت می‌کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، گروهی از دانشمندان در "موسسه مواد با کارایی بالا" در دانشگاه ایالتی "فلوریدا" در حال استفاده از نانومواد پیشرفته برای تولید سپرهای حرارتی سبک هستند که می‌توانند در برابر شرایط سخت پرواز با سرعت مافوق صوت مقاومت کنند.

سپرهای جدید آزمایشگاهی بر پایه ورق‌های متشکل از نانولوله‌های کربنی موسوم به "buckypaper" می‌توانند به صورت پوستی بسیار نازک و انعطاف‌پذیر ساخته شوند که به راحتی می‌توانند برای محافظت و پشتیبانی از هواپیماهای مافوق صوت استفاده شوند.

برای هواپیماها و فضاپیماهایی که در جو زمین با سرعتی بالاتر از پنج برابر سرعت صوت حرکت می‌کنند، محافظت در برابر گرما و استفاده از سپرهای حرارتی برای به حداقل رساندن آسیب ضروری است. این کار امروزه به طور فزاینده به کامپوزیت‌های کربنی متکی است که قدرت و سبکی را به طور همزمان فراهم می‌کنند، اما در برابر درجه حرارت‌های بالا آسیب‌پذیر هستند.

سپرهای حرارتی ساخته شده از پلاستیک‌های فنول از دهه ۱۹۵۰ به وجود آمدند. این سپرها که به عنوان سپرهای کاهنده گرما شناخته می‌شوند، با سوختن لایه به لایه از فضاپیماهای در حال برگشت محافظت می‌کنند و گرمای اضافی را این گونه دفع می‌کنند. متأسفانه این سپرها حجیم و انعطاف‌ناپذیر هستند و باید پس از یک بار استفاده، تعویض شوند.

در دهه ۱۹۷۰، شاتل فضایی ایالات متحده از یک سپر حرارتی سرامیکی استفاده کرد که گرما را جذب کرده و مجدداً آن را می‌تاباند تا از فضاپیما محافظت کند. این سرامیک‌ها قابل استفاده مجدد بودند، اما همچنان حجیم، غیرقابل انعطاف و شکننده بودند.

اکنون محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا به عنوان یک جایگزین با استفاده از نانولوله‌های کربنی(مولکول‌های کربن لوله‌ای شکل که ۵۰ هزار برابر نازک‌تر از موی انسان هستند) در حال توسعه یک سپر حرارتی جدید هستند که وقتی به شکل ورقه‌های روی هم فشرده می‌شوند، ۱۰ برابر سبک‌تر و ۵۰۰ برابر قوی‌تر می‌شوند.

برای ساخت سپر حرارتی، "buckypaper" با فنول رزین خیس شده است تا یک ماده سبک و انعطاف پذیر تشکیل شود. این ماده بسیار نازک و در عین حال آن قدر قوی است که می‌تواند از هواپیماها و فضاپیماها در برابر گرما محافظت کند.

وقتی این ماده در معرض آزمایش شعله قرار گرفت، مقاومت و انعطاف‌پذیری خود را در حرارت ۱۹۰۰ درجه سانتی‌گراد نشان داد.

این مطالعه در مجله Carbon منتشر شده است.

انتهای پیام

  • در زمینه انتشار نظرات مخاطبان رعایت چند مورد ضروری است:
  • -لطفا نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
  • -«ایسنا» مجاز به ویرایش ادبی نظرات مخاطبان است.
  • - ایسنا از انتشار نظراتی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی به اشخاص، قومیت‌ها، عقاید دیگران، موارد مغایر با قوانین کشور و آموزه‌های دین مبین اسلام باشد معذور است.
  • - نظرات پس از تأیید مدیر بخش مربوطه منتشر می‌شود.

نظرات

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
لطفا عدد مقابل را در جعبه متن وارد کنید
captcha