قد تساعد الألياف الضبابية الصواريخ على تحمل الحرارة
قد تساعد الألياف الضبابية الصواريخ على تحمل الحرارة
فيديو: قد تساعد الألياف الضبابية الصواريخ على تحمل الحرارة
فيديو: الألياف الغذائية.. أنواعها ومصادرها وفوائدها 2023, شهر فبراير
Anonim

يمكن أن تساعد الخيوط الشبيهة بالفيلكرو محركات المركبات الفضائية المستقبلية في الوصول إلى المريخ أو ما بعده.

قد تساعد الألياف الضبابية الصواريخ على تحمل الحرارة
قد تساعد الألياف الضبابية الصواريخ على تحمل الحرارة

يمكن أن تصل درجات حرارة الأجزاء الداخلية لمحركات الصواريخ الحالية إلى 1600 درجة مئوية - وهي ساخنة بدرجة كافية لصهر الفولاذ. وستحتاج محركات الغد إلى أن تكون أكثر سخونة. المحركات الأكثر سخونة هي أكثر كفاءة في استهلاك الوقود ، وتنتج المزيد من الدفع ويمكن أن تحمل أحمالًا أكبر - كل ذلك مفتاح للمركبات الفضائية المتوجهة إلى المريخ والطائرات المتقدمة.

صورة
صورة

في إطار البحث عن مواد صاروخية يمكنها تحمل المزيد من الحرارة ، كان المهندسون يحاولون ابتكار مركبات صلبة وخفيفة الوزن مصنوعة من ألياف كربيد السيليكون ، وهي جزء صغير من عرض شعرة الإنسان ، مدمجة في مادة خزفية. يمكن أن يتحمل كربيد السيليكون 2000 درجة مئوية - درجة حرارة المحركات الأكثر سخونة المأمول. تُصنع المواد المركبة اليوم من خلال وضع طبقات من الحُصُر المنسوجة من ألياف كربيد السيليكون وملء الفراغ بينها بسيراميك مسامي. لكن المركبات الموجودة يمكن أن تتشقق تحت الضغوط العالية التي تحدث في المحركات لأن الألياف تنزلق ضد بعضها البعض وتنسحب من السيراميك.

في اختراق محتمل ، طور العلماء في جامعة رايس ومركز أبحاث جلين التابع لناسا ألياف كربيد السيليكون "الضبابية" التي تشبه أسطحها نسخة مجهرية من الفيلكرو. الألياف ، التي تم وصفها مؤخرًا في Applied Materials & Interfaces ، ستكون أقل عرضة للانزلاق أو الانسحاب من وسط السيراميك المحيط لأن تشابكها الغامض تقفلها معًا.

لصنع هذه الخيوط ، قام الباحثون أولاً بتنمية أنابيب نانوية كربونية مجعدة تخرج من سطح كربيد السيليكون مثل حلقات الشعر. ثم قاموا بغمس الألياف في مسحوق سيليكون فائق الدقة وسخنوها ، مما يحول الأنابيب النانوية الكربونية إلى ألياف كربيد السيليكون. اختبر الفريق قوة الألياف الغامضة عن طريق دمجها في بوليمر مطاطي شفاف ، ووجدوا أن هذه المركبات أقوى أربع مرات من تلك المصنوعة من خيوط ناعمة. تقول جانيت هيرست ، مهندسة الأبحاث في وكالة ناسا والمؤلفة المشاركة في الدراسة ، إن الفريق يريد الآن اختبار الألياف الجديدة المجعدة في وسط خزفي. كما أنهم يريدون صنع الألياف بطبقة غير واضحة من أنابيب نيتريد البورون النانوية لأنها قوية وتحمي الألياف من التعرض للأكسجين.

ألياف كربيد السيليكون قوية بطولها ولكن يمكن أن تقطع عرضها تحت ضغط عالٍ. ومع ذلك ، يجب أن تقاوم الألياف الجديدة الكسر لأن زغبها الناعم يساعد على تبديد الضغط عن طريق توزيعه ، كما يقول ستيفن سويب ، مدير معهد علوم المواد في جامعة كونيتيكت ، الذي لم يشارك في البحث الجديد.

شعبية حسب الموضوع