Razvijen tanki toplinski štit za superbrze zrakoplove
10 puta lakši i 500 puta čvršći od čelika
Nanočestice od ugljika od ključne su važnosti za napredne toplinske štitove koji se koriste pri proizvodnji hipersoničnih zrakoplova
Tim znanstvenika High-Performance Materials Instituta na Državnom sveučilištu Florida koristi napredne nanomaterijale kako bi proizveo lagane toplinske štitove koji mogu izdržati udare hiperzvučnih brzina. Novi eksperimentalni štitovi kojima su baza listići ugljikovih nanocjevčica, poznati pod nazivom „buckypaper“, mogu se oblikovati u jako tanku, savitljivu prevlaku koja se može nanositi na okvire zrakoplova kako bi ih se zaštitilo i učvrstilo.
Toplinski su štitovi nužni kako bi se izbjegla ozbiljnija šteta na zrakoplovima i letjelicama koji se kreću u atmosferi pri brzinama oko pet puta većim od brzine zvuka. U današnje vrijeme to je od izrazito velike važnosti kada se brojni dizajni letjelica sve više oslanjaju na ugljikove kompozite koji letjelicama omogućuju manju masu i osiguravaju čvrstoću, ali su ujedno i osjetljivi na visoke temperature.
Toplinski štitovi napravljeni od fenolne plastike koriste se od 1950-ih godina. Poznati pod nazivom ablativni toplinski štitovi, oni štite letjelice pri povratku tako što izgaraju u slojevima i na taj način uklanjaju višak topline. Nažalost, ovakvi su štitovi nezgrapni, nefleksibilni te se moraju zamijeniti nakon samo jedne upotrebe. U američkom Space Shuttleu 1970-ih godina korišteni su keramički toplinski štitovi koji su upijali i ponovno zračili toplinu kako bi se zaštitila letjelica. Takvi su se štitovi mogli ponovno upotrebljavati, ali su svejedno bili nezgrapni, kruti i lomljivi.
Tim Državnog sveučilišta Florida proučava buckypaper kao alternativu napravljenu od ugljikovih nanocjevčica (molekule ugljika u obliku cjevčica koje su 50.000 puta tanje od ljudske kose) prešanih u listiće. Nakon što se kompresiraju u slojeve, dobiveni su listići 10 puta lakši, a do 500 puta čvršći od čelika.
- Izvor: Carbon
Kako bi se napravio toplinski štit, buckypaper se umače u fenolnu smolu te se tako dobiva lagani, savitljivi materijal. Jako je tanak, ali ujedno i toliko čvrst da može poduprijeti strukturu letjelice. Kada su bili podvrgnuti testovima s plamenom, uzorci buckypapera ostali su čvrsti i savitljivi, dok su ujedno raspršivali toplinu od osnovnog sloja ispod štita na temperaturama i do 1.900 °C (3.450 °F).
Istraživanje je objavljeno u zborniku Carbon.
- Žarko Šaravanja / Ekovjesnik