Κινέζοι επιστήμονες δημιούργησαν κεραμικό υλικό που μπορεί να αντέξει σε θερμοκρασίες έως 3600°C σε οξειδωτικό περιβάλλον, ξεπερνώντας τα τρέχοντα θερμικά όρια στην υπερηχητική πτήση.
Ακόμα και τα πιο σύγχρονα υπερηχητικά οχήματα αντιμετωπίζουν δομικές προκλήσεις υπό ακραίες θερμικές συνθήκες.
Σύμφωνα με την South China Morning Post, τα περισσότερα υλικά αρχίζουν να αποτυγχάνουν σε θερμοκρασίες χαμηλότερες από 3000°C.
Οι θερμικοί προστατευτικοί πίνακες του Starship της SpaceX, για παράδειγμα, μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες περίπου 1371 βαθμών Κελσίου, σύμφωνα με κάποιες εκτιμήσεις.
Όμως η πρόσφατη μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Materials, περιγράφει την εντυπωσιακή ικανότητα του κεραμικού καρβιδίου, το οποίο αποτελείται από στοιχεία όπως το χάφνιο, το τάνταλο, το ζιρκόνιο και το βολφράμιο.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, το υλικό «δείχνει σημαντικά χαμηλότερο ρυθμό οξείδωσης στους 3600 βαθμούς Κελσίου υπό ακτινοβολία λέιζερ από οποιοδήποτε υλικό έχει αναφερθεί προηγουμένως».
Η εξαιρετική απόδοση οφείλεται στη μοναδική δομή του οξειδωτικού στρώματος του υλικού. Δεδομένου ότι τα διαφορετικά στοιχεία στο υλικό έχουν διαφορετικές συγγένειες με το οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες, το υλικό σχηματίζει ένα πυκνό οξειδωτικό στρώμα.
Ιδιαίτερα, ο σκελετός του βολφραμίου, που είναι πολύ ανθεκτικός στην οξείδωση, γεμάτος με οξείδια άλλων στοιχείων, παρέχει ένα φράγμα που εμποδίζει το οξυγόνο να διεισδύσει βαθύτερα στο υλικό.
«Η ομάδα μας ξεπέρασε — για πρώτη φορά στον κόσμο — αυτό το μακροχρόνιο όριο μέσω ενός πολυσυστατικού σχεδιασμού υψηλής εντροπίας», δήλωσε ο Chu Yanhui, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Νότιας Κίνας, στην SCMP.
Σύμφωνα με τον Chu, το νέο κεραμικό καρβιδίου «μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως εξωτερική προστατευτική στρώση για διαστημόπλοια ή σε ενεργειακά συστήματα για να αντέξει την άμεση έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες».
Φωτογραφία και βίντεο: Pixabay. Αυτό το περιεχόμενο δημιουργήθηκε με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης και ελέγχθηκε από την ομάδα σύνταξης.
