Сверхлегкий керамический материал

10.03.2019

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и восьми других научно-исследовательских институтов совместными усилиями создали чрезвычайно легкий и механически устойчивый аэрогельный материал, в основе которого лежит керамическое соединение. Этот материал, в первую очередь, может использоваться в качестве защиты космических кораблей из-за того, что он способен выдерживать большие температуры и резкие температурные перепады, которые достаточно часто возникают во время космических миссий.

Помимо стойкости к температуре и перепадам, уникальный атомарный состав нового материала и его микроскопическая структура делают его необычайно упругим. Материал может быть сжат до 5 процентов от его первоначального объема и восстановить после этого свою изначальную форму. Для сравнения, другие керамические аэрогели без потерь выдерживают сжатие максимум до 20 процентов от начального объема.

Основой нового материала являются тончайшие слои нитрида бора, керамического соединения, атомы которого формируют кристаллическую решетку в форме шестиугольника.

Во время испытаний новый материал подвергался разнообразным воздействиям различной природы, некоторые из которых являются губительными для других аэрогелей. К примеру, материал остался в целости после охлаждения до температуры в -198 градусов и последующего быстрого нагрева (за несколько секунд) до температуры в 900 градусов. А за неделю постоянного пребывания при температуре в 1400 градусов Цельсия, новый материал утратил всего 1 процент от начальной механической прочности.

Еще одной отличительной особенностью нового материала является его реакция на повышение температуры, которая обратна реакции любого другого нормального материала. При увеличении температуры новый аэрогель не расширяется, а, наоборот, сокращается в размерах. Это его свойство позволяет материалу выдерживать многократные температурные перепады без потерь структурной целости и механической прочности.

Для изготовления нового керамического аэрогеля был разработан новый уникальный технологический процесс. Согласно имеющейся информации, этот техпроцесс подходит для условий крупномасштабного массового производства и его легко адаптировать для производства аэрогелей из других видов керамических материалов. "Эти новые материалы могут стать крайне полезными для изготовления высокоэффективной тепловой изоляции, используемой в космической технике, автомобилях и технологическом специализированном оборудовании" - пишут исследователи, - "Помимо этого, новые материалы могут быть использованы в системах аккумулирования тепловой энергии, в технологиях фильтрации и катализа".

<< Назад: Микроавтобус Mercedes-Benz Concept EQV 10.03.2019

>> Вперед: Прорыв в регенерации конечностей 09.03.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Контроллер Renesas R9A02G011 15.04.2016 Компания Renesas Electronics объявила о выпуске контроллера USB Power Delivery (PD), получившего обозначение R9A02G011. Этот контроллер, пришедший на смену модели uPD720250, соответствует спецификации USB PD 3.0. По словам производителя, R9A02G011 можно использовать не только в смартфонах и ПК, но и в других случаях, когда необходимо питание постоянным током, например, в периферийных компьютерных устройствах, роботах, адаптерах электросети, проекторах и других устройствах потребительской электроники. Напомним, в спецификации USB Power Delivery 3.0 закреплена возможность подачи по USB мощности до 100 Вт за счет повышения напряжения до 20 В и силы тока до 5 А. Для сравнения - возможности исходной версии USB были ограничены мощностью 7,5 Вт (5 В, 1,5 A). Это позволило существенно расширить сферу применения USB в части питания устройств и зарядки аккумуляторов. Используя готовый контроллер, соответствующий спецификации USB PD 3.0, разработчики получают возможность сократить затраты на проектирование устройств и ускорить его. Наличие в R9A02G011 флэш-памяти, генератора, цепей инициализации после включения и других блоков позволяет сократить число внешних компонентов и уменьшить размеры печатной платы. Микросхема R9A02G011 выпускается в 32-контактном корпусе типа QFN. Помимо самого контроллера, производитель планирует предложить референсные образцы решений на его базе. Сейчас доступны ознакомительные образцы R9A02G011. Серийный выпуск должен начаться в мае. Планируемый объем выпуска - 1 млн штук в месяц.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026