نانوربان‌‌های گرافنی و راه‌ حل مشکل یخ زدگی در پرواز

همه ما می‌‌دانیم، صنعت هوانوردی یکی از پیچیده‌ترین و در عین حال پیشرفته‌ترین صنایعی است که هر روزه بسیاری از فناوری‌‌های نوین برای به کارگیری در ابزارهای آن توسعه داده می‌‌شوند. پیش‌تر مقاله‌‌ای در زومیت در خصوص الهام گیری از بال نوعی سوسک برای جلوگیری از یخ زدگی سطوح هواپیما منتشر شد، در این مقاله قصد داریم برای حل یخ زدگی سطوح هواپیماها از راه حلی جدید با بهره‌گیری از گرافن صحبت کنیم. با زومیت همراه باشید.

 

مشکل یخ زدگی چه در بال‌‌های هواپیما‌‌ها و چه در پره‌‌های بالگردها یکی از بزرگ‌ترین مشکلات فنی به شمار می‌‌آید که اگرچه راه‌حل‌‌های زیادی به‌ویژه برای پس از فرود پرنده برای آن وجود دارد ولی همچنان مشکل اصلی به قوت خود باقی است؛ سطوح در هوا یخ می‌‌زنند!

این مشکل انگیزه‌‌ای شده است برای دانشمندان دانشگاه Rice در تگزاس تا پوششی برپایه‌‌ی گرافن را توسعه دهند که می‌‌تواند به‌صورت پیوسته با اعمال جریان الکتریسیته یخ‌‌ها را آب کند! روشی که هرچند در مقایسه با روش قبلی مصرف انرژی را به پرنده تحمیل می‌‌کند ولی عملکرد ساده‌تری خواهد داشت.

در این پژوهش که به سرپرستی پروفسور جیمز تور هدایت می‌‌شد، پژوهشگران رزین اپوکسی را در همراهی با نانوربان‌‌های گرافنی به کار گرفتند تا نانوکاپوزیتی با خواص ویژه بسازند. نانوربان‌‌های گرافنی در حقیقت شبیه نانولوله‌‌های کربنی هستند که از طول باز شده‌اند و به شکل صفحات گرافنی مستطیل شکل در آمده‌اند. در نتیجه‌‌شکل مستطیلی این صفحات می‌‌توانند سطح تماس بیشتری نسبت به نانولوله‌‌های کربنی داشته باشند.

graphene nanoribbon de icing composite 1 6321d

اگرچه این نانوربان‌‌ها تنها 5 درصد کامپوزیت‌‌های گرافن-اپوکسی را تشکیل می‌‌دهند ولی میزان هدایت الکتریکی آن‌‌ها در حدی است که می‌‌توانند جریان الکتریکی لازم برای گذر از پوشش نازک را هدایت کنند به صورتی که تنها با به کارگیری ولتاژ اندکی بتوان گرمای الکتریکی کافی را برای ذوب یخ به سطوح رساند.

در آزمون‌‌های آزمایشگاهی، لبه انتهایی یک پره بالگرد با این کامپوزیت پوشش داده شد و سپس لایه‌‌ی محافظ فلزی روی آن قرار گرفت تا آزمون دمایی با اعمال جریان الکتریکی انجام شود. نتیجه‌‌ی آزمون دمای 93 درجه سانتی‌گراد را برای کامپوزیت نشان می‌‌داد دمایی که با رسیدن به آن لایه‌‌ی محافظ فلزی می‌‌تواند لایه‌‌ای یخ به ضخامت 1 سانتی‌متر را به‌راحتی ذوب کند آن هم در شرایطی که پره کاملا ثابت بود و در محیطی در دمای 20- درجه سانتی‌گراد قرار گرفته بود.

این فناوری علاوه‌بر اینکه پرواز در هوای سرد و زمستانی را امن‌تر می‌‌کند می‌‌تواند از به کارگیری راه‌حل‌‌های یخ زدایی معمول که چندان هم دوستدار محیط زیست نیستند جلوگیری کند، ضمن اینکه می‌‌توان موجب حفاظت دربرابر رعد و برق‌‌های ناگهانی با ایجاد لایه‌‌ای محافظ نسبت به الکترومغناطیس در اطراف هواپیما شد.

جزییات این پژوهش در نشریه‌‌ی علمیACS Applied Materials and Interfaces به چاپ رسیده است.

همیشه می‌توانید ازطریق موتور جستجوی پرواز کجارو ارزان‌ترین بلیط هواپیما به مقصد مورد نظرتان را بیابید و به آسانی آن را از فروشنده‌های معتبر خریداری کنید.

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید