سپرهای حرارتی با نانولوله های کربنی
قالیشویی شفقی 29 آبان 1398, 04:00 مقالاتگروهی 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.