Nghiên cứu [ Đăng ngày (05/08/2022) ]
Vật liệu lấy cảm hứng từ vỏ sò làm cho tàu vũ trụ nhẹ và chắc chắn
Lấy cảm hứng từ vỏ sò, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia đã chế tạo ra một loại vật liệu mới linh hoạt, cực kỳ rẻ, bền, nhẹ và chịu nhiệt. Vật liệu này có thể được sử dụng trong việc che chắn cho tàu vũ trụ hoặc các cơ sở nhiệt hạch.

Vỏ sò nổi tiếng là cứng và đó là nhờ cấu trúc độc đáo của chúng gồm các lớp vật liệu hữu cơ và vô cơ xen kẽ. Các lớp hạt nano vô cơ cung cấp sức mạnh, trong khi các protein hữu cơ “kết dính” chúng lại với nhau, tạo lớp đệm và ngăn các vết nứt lan truyền giữa các lớp.

Các nhà khoa học Sandia đã bắt chước cấu trúc này để làm vật liệu của riêng họ. Trong trường hợp này, các lớp hữu cơ bao gồm muội than được tạo ra từ đường cháy, trong khi các lớp vô cơ là silica. Vật liệu nghe có vẻ đơn giản này không chỉ mạnh mà còn cực kỳ nhẹ, chỉ nặng vài microgam mỗi lớp.

Nhóm nghiên cứu đã đo vật liệu có độ cứng trên 11 GigaPascal (GPa) và mô đun đàn hồi (về cơ bản là độ cứng) là 120 GPa. Nó cũng cho thấy khả năng chịu nhiệt đặc biệt, với việc các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm nó ở nhiệt độ hơn 1.150 ° C (2.102 ° F) và ước tính nó có thể tồn tại ở nhiệt độ lên tới 1.650 ° C (3.002 ° F).

Có lẽ quan trọng nhất, theo quan điểm thực tế, vật liệu mới này có giá thành rẻ đến khó tin. Theo nhóm nghiên cứu, một hình vuông 5 cm (2 inch) của vật liệu có giá chỉ 25 xu, so với hàng trăm đô la cho một tấm wafer beryllium có kích thước tương tự, vật liệu có các đặc tính cơ học và nhiệt gần nhất, theo nhóm nghiên cứu.

Điểm nổi bật trên chiếc bánh là nguyên liệu tương đối thân thiện với môi trường để sản xuất, chỉ cần thêm ethanol trong quá trình sản xuất.

Sự kết hợp hấp dẫn của các đặc tính này có nghĩa là vật liệu lấy cảm hứng từ vỏ sò mới có thể rất hữu ích trong việc che chắn tàu vũ trụ, có thể chịu được nhiệt khi phóng và bảo vệ khỏi tác động từ các mảnh vỡ nhỏ. Giữ trọng lượng và chi phí ở mức tối thiểu cũng là yếu tố quan trọng đối với các vụ phóng vào không gian và vật liệu này cũng giúp ích cho những vấn đề đó.

Vật liệu này cũng có thể cải thiện khả năng che chắn cho các lò phản ứng như Cơ sở điện xung Z của riêng Sandia, một máy phát sóng điện từ thử nghiệm, nơi nó có thể chống chọi lại sự tấn công dữ dội của nhiệt, bức xạ và mảnh vỡ.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí MRS Advances.

ntqnhu
In bài viết  
Bookmark
Ý kiến của bạn

Sáng kiến mới  
 
 

CASTI TiVi




© Copyright 2020 Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Địa chỉ: 118/3 Trần Phú - Phường Cái Khế - Quận Ninh Kiều - thành phố Cần Thơ
Giấy phép số: 05/ GP-TTĐT, do Sở Thông tin và Truyền Thông thành phố Cần Thơ cấp ngày 23/5/2017
Trưởng Ban biên tập: Ông Vũ Minh Hải - Giám Đốc Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Ghi rõ nguồn www.trithuckhoahoc.vn khi bạn sử dụng lại thông tin từ website này
-->