Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Два процесса в один этап: создание разветвленных трубчатых композиционных материалов за считанные минуты. Предоставлено: Майанк Гарг, Нэнси Соттос, Джефф Мур и Филипп Гебель
Два процесса в один этап: создание разветвленных трубчатых композиционных материалов за считанные минуты. Предоставлено: Майанк Гарг, Нэнси Соттос, Джефф Мур и Филипп Гебель

Быстрый способ произвести разветвленные трубчатые материалы

Оборудование и материалы

Опубликовано: 15.05.2021

Обновлено: 19.08.2021

 343

«Есть желание создать структуры, похожие на живые, чтобы они функционировали в течение значительно более длительного времени, чем это происходит при существующих технологиях»

Черпая вдохновение в биологических сосудистых системах, которые можно увидеть при кровообращении или в листьях деревьев, исследователи более десяти лет разрабатывали разветвленные трубчатые композиты, которые самовосстанавливаются и самоохлаждаются.

В журнале Nature Communications [1], описан метод, который сокращает время производства трубчатых материалов от двух дней до примерно двух минут. Учёные использовали фронтальную полимеризацию смол.

«Это настоящий прорыв в создании сосудистых сетей из конструкционных материалов, который позволяет сэкономить много времени и энергии».

Самый простой способ понять эту работу - изобразить структуру листа растения с его внутренними каналами и разветвленными сетями. Представьте, что лист сделан из прочного конструкционного материала; внутри через каналы взаимосвязанной сосудистой сети течет жидкость. Это жидкость выполняет множество функций: охлаждает или нагревает материал, реагируя на окружающую среду.

«Есть желание создать структуры, похожие на живые, чтобы они функционировали в течение значительно большего времени, чем это происходит сейчас». «У деревьев есть сети, по которым против силы тяжести переносится вода с минералами из земли и синтезированные питательные вещества от листьев к остальным частям дерева. Жидкости текут в разных направлениях, регулируя температуру, способствуя росту и восстанавливая ткани на протяжении всей жизни дерева».

Ранее, чтобы создать такие материалы, требовались высокотемпературная печь, вакуум и, по крайней мере, один день. Длительный производственный цикл включал отверждение с последующим сжиганием или испарением специальной формы, чтобы после этого остались только полые сосудистые сети. Чем сложнее сосудистая сеть, тем дольше идет процесс.

Чтобы изготовить разветвленный сосудистый материал, решили использовать комбинацию форма-шаблон, где фронтальная полимеризация - реакция термодиффузии - образует и распределяет тепло одновременно на два различных химических процесса. В ходе полимеризации, когда форма затвердевает, избыточное тепло разрушает (деполимеризирует) внутренний наполнитель, создавая готовые полые сосуды. Это означает, что два этапа объединяются в один, и сложные сосудистые сети создаются быстрее.

Самовосстанавливающиеся материалы будут полезны, чтобы сохранить прочность конструкционных элементов при эксплуатации небоскребов, самолетов и даже космических кораблей. Технология может быт доступна для коммерческого использования через 5-10 лет, хотя для этого есть всё необходимое уже сейчас.

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23054-7

 

Источник: Beckman Institute for Advanced Science and Technology

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Фото: Солнечная панель. Reuters

Органические солнечные панели станут влагостойкими

Обновлено: 04.05.2020
 920
Фото: Martin Str с сайта Pixabay

Аккумулятор для голубой энергии океана и пресной воды

Обновлено: 04.05.2020
 1170
Обработанные и необработанные куски древесины, погруженные в воду. Пиломатериал слева был обработан методом нанесения атомного слоя. Он не впитывает воду даже при погружении. Справа необработанный пиломатериал показан для сравнения. Он легко впитывает воду, вызывая изменение цвета в течение нескольких секунд. Предоставлено: Allison Carter, Georgia Tech

Метод сделать дерево стойким к воде и появлению плесени

Обновлено: 25.07.2020
 939

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Flames

    Недавние публикации

    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  189
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  147
    Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

    Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

    Обновлено: 26.03.2022  169

    Популярные категории

    • Природные ресурсы, экология и строительство90
    • Вентиляция и кондиционирование28
    • Энергоэффективность и энергосбережение44
    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Ядерная энергетика6

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.