Ten materiał przetrwa piekło. Wytrzymuje 2600°C i nie pęka
Chińscy naukowcy stworzyli materiał, który jest wyjątkowo odporny na ekstremalne temperatury.
SACNT-SF został opracowany przez zespół badaczy z Uniwersytetu Tsinghua. Składa się z ultracienkich, równolegle ułożonych warstw nanorurek węglowych, które zostały ze sobą sprasowane i nawinięte w sposób zapewniający ekstremalną wytrzymałość termiczną. To, co wyróżnia go spośród dotychczasowych izolatorów, to nie tylko odporność na temperatury rzędu 2600°C, lecz także niewiarygodnie niska przewodność cieplna, wynosząca zaledwie 0,03 W/m·K w tej temperaturze.
Dla porównania: większość tradycyjnych materiałów izolacyjnych przestaje spełniać swoją funkcję już przy 1500°C, a im lepsze ich właściwości, tym większa masa i objętość. Nowy materiał nie tylko blokuje przepływ ciepła efektywniej niż jakikolwiek wcześniej znany, ale robi to przy minimalnej grubości i wadze. Właśnie to może okazać się przełomem dla zastosowań w lotnictwie, przemyśle zbrojeniowym i energetyce.
Gdzie cienka izolacja znaczy przeżycie
SACNT-SF może znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie panują ekstremalne temperatury – od wnętrza pieców hutniczych, po powłoki statków kosmicznych, które muszą przetrwać piekło ponownego wejścia w atmosferę. Według naukowców materiał jest nie tylko odporny na ciepło, ale też jest bardzo elastyczny. Pozwala to na jego stosowanie na nieregularnych powierzchniach i w kompaktowych systemach, takich jak układy elektroniczne w maszynach wysokotemperaturowych.
Zaletą materiału jest również jego wysoka stabilność w atmosferze obojętnej – zachowuje integralność nawet przy 3000°C i wytrzymuje liczne cykle grzania oraz chłodzenia bez utraty właściwości. Takie cechy stawiają go w zupełnie nowej kategorii względem dotychczas znanych materiałów ochronnych.
Jest jednak jedno „ale”
Choć SACNT-SF w warunkach laboratoryjnych bije rekordy odporności, to jego największym ograniczeniem pozostaje na ten moment utlenianie w obecności powietrza. W temperaturach powyżej 500°C w atmosferze tlenowej materiał zaczyna się utleniać, co oznacza, że nie nadaje się bezpośrednio do zastosowań w środowisku bogatym w tlen, np. w silnikach odrzutowych czy w klasycznych piecach hutniczych.
Przeczytaj także:
Zespół badawczy pracuje jednak nad rozwiązaniem tego problemu, opracowując powłoki ochronne, które umożliwią stosowanie materiału także w obecności tlenu. Jeśli to się uda, SACNT-SF może wejść do głównego nurtu technologii wysokotemperaturowych – od termicznych osłon pojazdów hipersonicznych po osłony reaktorów jądrowych.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
