متنوع

مادة سيراميك متينة وخفيفة للغاية تتحمل درجات الحرارة القصوى

مادة سيراميك متينة وخفيفة للغاية تتحمل درجات الحرارة القصوى

ابتكر باحثون في جامعة كاليفورنيا ، بالتعاون مع ثماني مؤسسات بحثية أخرى ، إيروجيل سيراميكيًا جديدًا خفيفًا لدرجة أنه يمكن أن يستقر على زهرة ولكنه متين للغاية ويمكن أن يكون له تطبيقات في الفضاء. يمكن للمادة أن تتحمل درجات الحرارة القصوى ودرجات الحرارة المرتفعة التي نشهدها غالبًا في بعثات الفضاء.

راجع أيضًا: يمكن الآن تشكيل AIRGEL من ورق النفايات

هندسة معمارية فريدة

قال رئيس الدراسة Xiangfeng Duan ، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: "إن مفتاح متانة الهوائي الخزفي الجديد هو بنيته الفريدة". "إن مرونته الفطرية تساعده على تحمل الصدمات الناتجة عن الحرارة الشديدة ودرجات الحرارة التي قد تتسبب في فشل أيروجيل السيراميك الأخرى."

يتميز الهلام الهوائي الخزفي الجديد بتركيب ذري فريد للغاية وبنية مجهرية تجعله شديد المرونة. عند تسخينها ، تنقبض المادة عموديًا في اتجاه ضغطها مما يجعلها أكثر مرونة من إيروجيل السيراميك الحالي.

يمكن ضغط الهوائي الجديد 5 بالمئة من حجمه الأصلي ثم استعادته بدلاً من ملف 20 في المئة يمكن تحقيقه من قبل نظرائه الحاليين. معظم الهوائيات الخزفية الحالية هشة للغاية وتميل إلى الكسر بعد التعرض المتكرر لتقلبات درجات الحرارة القصوى.

لا يحتوي الهيروجيل الخزفي الجديد على تلك القيود. في الاختبارات ، صمدت أمام مئات من حالات التعرض لتغيرات مفاجئة وشديدة في درجات الحرارة تتراوح من سالب 198 درجة مئوية إلى 900 درجة فوق الصفر في بضع ثوانٍ فقط.

يمكنه أيضًا تحمل التعرض طويل المدى لدرجات الحرارة القصوى. بعد التعرض لمدة أسبوع كامل ل1400 درجة مئوية، فقد أقل من 1 بالمائة من قوتها الميكانيكية.

سبب هذه المتانة هو أن المواد تتقلص عند تسخينها بينما تتوسع نظيراتها الحالية في نفس الظروف.

كما طور الباحثون الهوائي بما يسمونه "الجدران" الداخلية. تتكون هذه الجدران من تقوية تم إنشاؤها بهيكل مزدوج. يعمل التعديل على تقليل وزن المادة مع زيادة قدراتها على العزل. وبما أن المادة بالفعل99 بالمائة من حيث الحجم ، فمن الواضح أنه خفيف الوزن للغاية

مُكيَّفة للاستخدام في مواد أخرى

يعتقد دوان أنه يمكن تكرار عملية الهلام الهوائي الجديد الخاص به وتكييفه للاستخدام في مواد أخرى خفيفة الوزن للغاية.

وقال "هذه المواد يمكن أن تكون مفيدة للعزل الحراري في المركبات الفضائية والسيارات أو غيرها من المعدات المتخصصة". ويمكن أن تكون مفيدة أيضًا في تخزين الطاقة الحرارية أو التحفيز أو الترشيح.

تم نشر الدراسة فيعلم.


شاهد الفيديو: درجة الحرارة تحت الصفر في السعودية (شهر نوفمبر 2021).