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:

Рекорд перелета птицы 19.10.2020

Ученые международного объединения Global Flyway Network, которое отслеживает долговременные перелеты птиц, заявили, что птица вида веретенник малый установил новый мировой рекорд самого длинного непрерывного полета, пролетев свыше 12 000 километров за 11 дней. По словам ученого, веретенник малый вылетел из Аляски 16 сентября и прибыл в бухту недалеко от новозеландского города Окленд 27 сентября. Птицу поймали в конце 2019 года; на его лапку тогда повесили 5-граммовый приемник, который передав ...>>

Саморазлагающийся пластик из промышленных отходов 19.10.2020

Ученые из Института производственных систем и технологий проектирования Общества Фраунгофера (IPK, Германия) в сотрудничестве с партнерами из Департамента технологии биопроцессов Берлинского технического университета, а также исследователями из США, Малайзии и Колумбии разработали процесс получения пластика из промышленных отходов, который не требует переработки. Пластик нового типа, изготовленный из переработанных отходов, быстро разлагается менее, чем за год. Вещество, которое скоро будет и ...>>

Найден ключ к рабочей памяти мозга 18.10.2020

Рабочая память - способность удерживать мысли в уме, даже отвлекаясь, - это основа абстрактных рассуждений и определяющая характеристика человеческого мозга. Она серьезно нарушается при таких расстройствах, как шизофрения и болезнь Альцгеймера, но иногда может подвести и здорового человека. Американские исследователи из Йельского университета обнаружили ключевую молекулу, которая помогает нейронам сохранять информацию в рабочей памяти, что потенциально может привести к лечению нейрокогнитивны ...>>

Мкроконтроллеры AVR-DВ с тремя операционными усилителями 18.10.2020

Новая серия микроконтроллеров общего назначения от Microchip. Семейство относится к линейке высокопроизводительных устройств и построено на базе ядра AVR, которое теперь может работать на частоте 24 МГц во всем диапазоне питающего напряжения. Серия состоит из 11 устройств с вариантами выбора объема памяти от 32 до 128 кбайт, в корпусах от 28 до 64 выводов. Серия создана чтобы привнести обработку аналогового сигнала, управление в режиме реального времени и поддержку нескольких напряжений на од ...>>

Мягкий робот для океана 17.10.2020

Подводная среда является одной из наименее изученной человечеством. И специально для того, чтобы помочь исследователям подробней ее изучить, при этом не нанося вреда кораллам, а также морской жизни в целом, инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили и успешно создали робота-кальмара, который должен идеально подойти для этих целей. Особенностью данного робота является то, что он "мягкий". И в целом, это является его основным преимуществом, ведь он, в отличие от жестких роботов, п ...>>

Случайная новость из Архива

GNSS-модуль L76L-M33 03.05.2020

Новый L76L-M33 представляет собой классический GPS/ГЛОНАСС/Galileo-модуль с поддержкой стандартных NMEA-сообщений через UART-интерфейс.

Модуль отличается невысокой стоимостью, при этом имеет отличные характеристики: чувствительность в режиме слежения составляет 167 dB, в режиме захвата 149 dB. Столь высокие параметры достигнуты с помощью встроенного малошумящего усилителя, что позволяет модулю работать с пассивными антеннами без дополнительных активных компонентов на плате.

Для лучшего старта после длительного перерыва работы в приемнике реализована специальная технология EASY&#8482; (Embedded Assist System), которая рассчитывает будущее положение спутников на основе ранее принятых эфемерид. Это позволяет осуществлять быстрый старт даже в условиях невозможности использования вспомогательных данных, получаемых по дополнительным каналам связи.

Для снижения потребления в L76L-M33 реализован специальный режим работы AlwaysLocate, который заключается в периодическом выключении приемника исходя из компромисса между потреблением тока и точностью определения координат.

Приемник работает в диапазоне рабочих напряжений от 2,8 до 4,3 В, потребляя от 3 до 30 мА в зависимости от режима работы. Частота выдачи NMEA-строк может достигать 10 Гц. Выход 1PPS выдает метку времени, привязанную к шкале UTC с точностью до 10 нс.

GNSS-приемник рекомендован для автомобильных приложений, носимых гаджетов и систем точного времени, для счетчиков энергии и устройств безопасности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов