Нанотрубки как защита от военного лазера

27.04.2013

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) и университета Канзаса (Kansas State University) продемонстрировали новый аэрозольный состав на основе смеси углеродных нанотрубок и специальной керамики, покрытие которым позволяет эффективно поглощать свет лазеров, в том числе и боевых. Такие покрытия, которые способны поглощать большую часть энергии луча лазера не разрушаясь при этом и не позволяя разрушаться защищаемому ими предмету, являются не только эффективным средством защиты от боевых лазеров, они также используются для защиты датчиков, измеряющих энергию излучения лазеров, используемых военными для дистанционного подрыва неразорвавшихся боеприпасов и взрывных устройств.

Основой нового аэрозольного материала является материал, разработанный исследователями NIST для защиты датчиков оптической энергии, которые уже сейчас используются в различных отраслях промышленности. "У нас получился просто замечательный новый защитный материал" - рассказывает Джон Леман (John Lehman), исследователь из института NIST, - "Он совмещает все положительные оптические, тепловые и электрические свойства углеродных нанотрубок с надежностью и прочностью высокотемпературной керамики".

Новый аэрозольный материал состоит из многостенных углеродных нанотрубок, нескольких нанотрубок различного диаметра, находящихся внутри друг друга, и керамического материала, состоящего из кремния, бора, углерода и азота. Присутствие бора в составе керамики позволяет поднять температуру, при которой этот материал начинает плавиться и ломаться.

Для получения нового состава ученые смешали нанотрубки с толуолом, жидким органическим материалом, затем в эту смесь капле за каплей при постоянном перемешивании добавляют полимерный материал, разогретый до температуры 1100 градусов по Цельсию, в котором содержится бор и другие вещества, необходимые для получения высокотемпературной керамики. Полученный состав нагревается до высокой температуры, растворитель испаряется, а полученный осадок перемалывают в тончайший порошок, который снова смешивается с растворителем на основе толуола.

Исследователи, используя обычный краскопульт, нанесли тонкий слой материала на поверхность меди и после высыхания сфокусировали на поверхности материала луч длинноволнового инфракрасного лазера, лазера, который используется для резки металла и других твердых материалов. Анализ собранных данных показал, что покрытие успешно поглотило 97.5 процентов энергии луча лазера и без разрушения выдержало уровень энергии в 15 КВт на квадратный сантиметр поверхности. Такие показатели ровно в два раза выше показателей, демонстрируемых другими материалами на основе чистых нанотрубок и углеродосодержащих покрытий, разрабатываемых для защиты от лазерного света.

Нанотрубки и другие углеродные материалы, наподобие графена, однородно поглощают свет и передают тепло в близлежащие области, снижая температуру в точке контакта с лучом лазера. Керамические высокотемпературные соединения, стойкие к окислению, обеспечивают защитному покрытию высокую механическую прочность и стойкость по отношению к разрушениям от высокой температуры. Следует заметить, что новый материал отличается высокой адгезионной способностью, что позволяет наносить его на поверхности из разных материалов. Помимо этого процесс производства защитного материала достаточно прост и его без особых затруднений можно делать в больших количествах.

Используя электронный микроскоп ученые более тщательно исследовали место контакта защитного покрытия с лучом лазера. Эти исследования показали полное отсутствие основных видов разрушения материала, таких как горение и деформация. Лишь только в нескольких маленьких местах, где концентрация нанотрубок была низка, керамический материал расплавился, превратившись в стабильный диоксид кремния, кварцевое стекло, которое, тем не менее, продолжало выполнять защитную роль.

<< Назад: Ультрабук-гибрид Toshiba Portege Z10T 27.04.2013

>> Вперед: Эффект памяти литий-ионных аккумуляторов 26.04.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Спорт помогает организму бороться с раком 11.07.2025

Связь между физической активностью и здоровьем человека давно не вызывает сомнений, однако современные исследования раскрывают все новые грани этой зависимости. Одним из наиболее обнадеживающих открытий последних лет стало влияние регулярных физических нагрузок на замедление роста раковых опухолей. Ученые из Австралии решили выяснить, каким образом активный образ жизни влияет на клетки рака и может ли он действительно стать вспомогательным фактором в борьбе с онкологией. В ходе трехмесячного эксперимента, проведенного в Университете Эдит Коуэн, под наблюдение попали мужчины с лишним весом и диагностированным раком предстательной железы. Цель исследования заключалась в том, чтобы определить, как систематические тренировки отражаются на биохимическом составе их крови и насколько это может повлиять на поведение опухолевых клеток. Одним из ключевых открытий стало повышение уровня особых белков - миокинов, которые вырабатываются мышцами во время физических упражнений. Эти белки облада ...>>

Алмазные нанопроводники против жары и света 11.07.2025

Фотодетекторы играют важную роль в самых разных отраслях - от астрономии до оборонных систем. Однако экстремальные условия, в частности высокая температура и интенсивное солнечное излучение, существенно ограничивают возможности их применения. Китайские ученые нашли способ обойти эти ограничения, представив новаторскую конструкцию, способную работать там, где другие датчики выходят из строя. Команда исследователей под руководством профессора Донмина Суна разработала принципиально новый тип солнечно-слепого ультрафиолетового фотодетектора, основанный на монокристаллических алмазных нанопроводниках с встроенными наночастицами платины. По словам ученых, подобное сочетание материалов и структурных решений открывает перспективы для использования устройства в условиях, ранее считавшихся слишком суровыми. Одной из причин уникальной устойчивости и высокой чувствительности стала синергия сразу нескольких физических эффектов. Среди них - одномерная геометрия нанопроводников, наличие глубоки ...>>

Найти нестандартное решение поможет дневной сон 10.07.2025

Когда задачи кажутся неразрешимыми, а идеи не приходят в голову, одним из эффективных способов стимуляции мышления может оказаться... дневной сон. Новое исследование, проведенное в Институте развития человека общества Макса Планка в Берлине, показывает, что даже короткий отдых, особенно если он достигает определенной стадии сна, способен значительно повысить креативность и улучшить способность к аналитическому мышлению. Авторы эксперимента сосредоточили внимание на второй стадии сна, известной как N2. В этот момент мозговая активность замедляется, а характерные электрические импульсы, так называемые сонные веретена, свидетельствуют о том, что мозг активно обрабатывает полученную ранее информацию. Исследователи считают, что именно в этом состоянии мозг лучше всего отделяет важные детали от второстепенных, формируя тем самым основу для внезапных озарений - того самого "эффекта эврики". В ходе работы ученые привлекли 90 добровольцев в возрасте от 18 до 35 лет. Участникам предложили ...>>

Полноразмерные наушники Nothing Headphone (1) 10.07.2025

Компания Nothing, прославившаяся оригинальными решениями в дизайне и интерфейсе, представила свое первое полноразмерное устройство - наушники Headphone (1), объединив эстетику прозрачности с высококлассным звуком. Headphone (1) сразу привлекают внимание необычным внешним видом. Их чашки выполнены в форме так называемого "скверкла" - дизайнерского гибрида круга и квадрата. Полупрозрачные элементы частично открывают внутреннюю конструкцию, а легкий алюминиевый корпус делает устройство не только визуально легким, но и комфортным при ношении. При весе всего 329 граммов наушники выглядят и ощущаются премиально. Концепция создавалась в сотрудничестве с британским брендом KEF - признанным экспертом в области аудиотехники. Один из наиболее обсуждаемых аспектов новинки - качество звучания. Наушники оснащены 40-миллиметровыми динамическими драйверами, обеспечивающими насыщенные басы и выразительную детализацию. Адаптивная система настройки низких частот подстраивается под индивидуальное во ...>>

Массовый вылов изменил облик балтийской трески 09.07.2025

Человеческое вмешательство в природу часто оставляет следы, которые не видно сразу. Однако в некоторых случаях последствия становятся очевидными не только по внешнему виду животных, но и на уровне их ДНК. Так произошло с балтийской треской - когда-то крупной и многочисленной рыбой, сегодня она изменилась до неузнаваемости. Новое исследование показало: чрезмерный лов не просто сократил ее численность, но и вызвал генетическую перестройку. Треска некогда считалась важнейшим промысловым видом в Балтийском море. Рыбаки добывали ее в огромных количествах, и взрослые особи нередко достигали метра в длину. Однако уже в наши дни средний размер трески упал почти вдвое. Ученые из немецкого института GEOMAR пришли к выводу, что виноват в этом не только экологический кризис, но и естественный отбор, вызванный именно деятельностью человека. Генетические изменения стали реакцией на давление со стороны промышленного рыболовства. Одним из ключевых открытий стало то, что у восточнобалтийской трес ...>>

Случайная новость из Архива Открыта новая форма кислорода 09.09.2023 Ученые из Токийского технологического института обнаружили два новых изотопа кислорода, которые вызывают сомнения в нашем представлении о структуре и стабильности атомного ядра. Эти изотопы, кислород-27 и кислород-28, имеют наибольшее количество нейтронов среди известных изотопов кислорода. Кислород-28, который содержит 20 нейтронов в своем ядре, ожидался стабильным, но оказался неожиданно неустойчивым. Это открытие вызывает вопросы о принятых представлениях о "магических" числах протонов и нейтронов в атомных ядрах, которые, как считалось, обеспечивают стабильность. Исследование проводилось на RIKEN Radioactive Isotope Beam Factory, где ученые использовали ускоритель циклотронного типа для создания нестабильных изотопов. В результате эксперимента оба новых изотопа кислорода оказались нестабильными и распадались на кислород-24 и несколько свободных нейтронов всего лишь через краткий промежуток времени. Особенно интересно, что кислород-28, с 20 нейтронами, расходился с теоретическими представлениями о структуре атомных ядер и магических числах, которые считались ключевыми для стабильности. Эти новые открытия будут требовать дополнительных исследований и пересмотра наших существующих представлений о ядерной физике.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025