ฟิล์มท่อนาโนคาร์บอนบางเหมือนกระดาษที่สามารถให้ความร้อนและแข็งตัวของวัสดุผสมที่ใช้ในปีกและลำตัวเครื่องบินโดยไม่ต้องใช้เตาอบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา สามารถรีดฟิล์มลงบนชิ้นส่วนอุตสาหกรรมเพื่อให้ความร้อนสม่ำเสมอ ควบคุมได้ และมีประสิทธิภาพผ่านการนำไฟฟ้า เมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานไฟฟ้า ฟิล์มที่อุ่นจะกระตุ้นให้โพลิเมอร์
แข็งตัว
นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคนี้ควรให้วิธีการประหยัดพลังงานที่ตรงไปตรงมามากขึ้นสำหรับการผลิตวัสดุคอมโพสิตทางอุตสาหกรรมแทบทุกชนิด ส่วนประกอบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น ปีกเครื่องบินมักทำจากวัสดุผสมที่มีชั้นที่ต้องยึดติดกัน โดยทั่วไปแล้วการติดกาวจะเกี่ยวข้องกับการบ่มวัสดุคอมโพสิต
ที่อุณหภูมิสูงในเตาอบเคลื่อนที่ราคาแพงซึ่งเรียกว่าหม้อนึ่งความดัน การให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเมตรที่อุณหภูมิหลายร้อยองศาในหม้อนึ่งความดัน ซึ่งเป็นภาชนะอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่บำบัดวัสดุโดยใช้ความดันและอุณหภูมิสูง เป็นกระบวนการที่ไม่มีประสิทธิภาพด้านพลังงาน
เตาอบจะสิ้นเปลืองพลังงานจำนวนมากเนื่องจากต้องทำให้ร้อนก่อนพลังงานความร้อน ถูกนำไปยังส่วนประกอบโดยการพาความร้อน นอกเหนือจากเตาอบแรงบันดาลใจในการใช้ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) เป็นไมโครฮีตเตอร์ที่นำไฟฟ้าได้นั้นมาจากการศึกษาก่อนหน้านี้ ในบอสตัน ซึ่งเป็นบริษัทที่แยกออกจาก
สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) อธิบาย ร่วมกับนักวิจัยจากแผนกการบินและอวกาศของ MIT ทีมพัฒนาไมโครฮีตเตอร์ที่ใช้ CNT ซึ่งสามารถรีดได้อย่างมีประสิทธิภาพบนพื้นผิวโดยพลการเพื่อให้ความร้อนโดยตรง “เราใช้การให้ความร้อนแบบต้านทานที่มีส่วนประกอบของท่อนาโนคาร์บอน
สำหรับการใช้งานในการละลายไอซิ่ง และจากนั้นได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการใช้หลักการเดียวกันนี้ในการบ่ม” เขากล่าว วิธีการ “ออกจากเตาอบ” ของทีมงานหลีกเลี่ยงการใช้หม้อนึ่งความดันโดยสิ้นเชิง จึงทำให้วัสดุคอมโพสิตสามารถบ่มได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่คำนึงถึงขนาด
หรือรูปร่าง
และไม่ว่าหม้อนึ่งความดันในบริเวณใกล้เคียงจะมีอยู่หรือไม่ก็ตาม ไมโครฮีตเตอร์ที่คล้ายกันมีวางจำหน่ายทั่วไปแล้ว แต่นักวิจัยเตือนว่า “มันไม่ง่ายเหมือนแค่ซื้อวัสดุแล้วดันลงบนพื้นผิว” แต่จำเป็นต้องมีวิศวกรรมที่สำคัญสำหรับโครงการบ่มแต่ละโครงการเพื่อกำหนดความต้านทานไฟฟ้า
และเส้นทางการไหลของกระแสที่เหมาะสม แซนวิชบางๆ นักวิจัยที่ ได้สร้างตาข่ายของ CNT ที่เรียงตัวกันเป็นครั้งแรก โดยที่ท่อนาโนแต่ละอันมีความยาวประมาณ 400 ไมครอน การจัดแนวท่อนาโนทำให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพทางไฟฟ้าที่ดีขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากกระแสต้องผ่านตาข่าย
เพื่อให้ความร้อนแบบต้านทาน จากนั้นกลุ่มจึงเพิ่มตาข่ายทองแดงเพื่อสร้างหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า และฟิล์มเคลือบพื้นผิวคอมโพสิตเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นฉนวนไฟฟ้า วอร์เดิ้ลและทีมงานของเขาทดสอบตัวอย่างขนาดเท่าแสตมป์โดยประมาณของฟิล์มบนวัสดุคอมโพสิตเคลือบเชิงพาณิชย์ที่ใช้กันทั่วไป
ในการผลิตอากาศยาน พวกเขาต่อแหล่งจ่ายไฟ 30 V เข้ากับขั้วไฟฟ้าทั้งสองของไมโครฮีตเตอร์โดยตรง และปรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตด้วยตนเองเพื่อปรับอุณหภูมิของฟิล์มเพื่อให้ได้การบ่มที่สมบูรณ์
“เราพบความแตกต่างประมาณ 1,000 เท่าของพลังงานที่ใช้ในการบ่ม ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการผลิต
ขั้นสุดท้าย
ลดลง 50%” เคสเลอร์กล่าว แม้ว่ากลุ่มจะทดสอบตาข่ายเพียงชิ้นเล็กๆ แต่นักวิจัยมองว่าการปรับขนาดตาข่ายให้ครอบคลุมปีกเครื่องบินทั้งหมดจะไม่ทำให้เกิดความท้าทาย “ยิ่งชิ้นส่วนมีขนาดใหญ่เท่าใด กระแสน้ำก็ยิ่งมีโอกาสมากขึ้นเท่านั้นที่จะได้ด้านหน้าที่สม่ำเสมอ” เคสเลอร์ตั้งข้อสังเกต
“ตราบใดที่การไหลของกระแสได้รับการออกแบบอย่างชาญฉลาด ขนาดของชิ้นส่วนก็ไม่เกี่ยวข้อง”
นอกจากนี้ ความหนาแน่นของพื้นผิวที่ต่ำมากของฟิล์ม (5 –10 g/m 2 ) หมายความว่าสามารถทิ้งไว้บนวัสดุหลังจากการบ่มโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น เคสเลอร์บอกว่าการทิ้งฟิล์มไว้
ในแหล่งกำเนิดความสามารถมัลติฟังก์ชั่นอื่นๆ อาจเกิดขึ้นได้ เช่น การตรวจจับความเสียหายตามการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน เนื่องจากวัสดุผสมที่แตกต่างกันต้องการอุณหภูมิที่แตกต่างกันในการหลอมรวม นักวิจัยยังได้ทดสอบว่าฟิล์ม CNT ร้อนแค่ไหนก่อนที่มันจะล้มเหลว ทีมงานพบว่าจุดเสีย
ของฟิล์มอยู่ที่มากกว่า 537 °C เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โพลิเมอร์สำหรับการบินและอวกาศที่มีอุณหภูมิสูงที่สุดบางชนิดต้องการอุณหภูมิสูงถึง 399 °C เพื่อให้แข็งตัว “เราสามารถแปรรูปได้ที่อุณหภูมิเหล่านั้น ซึ่งหมายความว่าไม่มีส่วนประกอบใดที่เราแปรรูปไม่ได้” “นี่เป็นการเปิดโอกาสให้วัสดุโพลีเมอร์ทั้งหมด
วันนี้ ชุมชนวิจัยใช้การวัดตามวัตถุประสงค์ที่เรียกว่า “ความยาวสลิป” เพื่ออธิบายความลื่นของพื้นผิว ที่กำหนด นอกจากนี้ เรายังเข้าใจถึงการลดการลากของความยาวสลิปหนึ่งๆ ที่จะนำมาซึ่งเงื่อนไขการไหลบางอย่าง อย่างน้อยก็สำหรับการไหลที่ปราศจากความปั่นป่วน (ลามินาร์) เทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วน
ขนาดเล็กและนาโนโดยใช้ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก (MEMS) มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสาขานี้ ด้วยการช่วยให้นักวิจัยสร้างพื้นผิว SHPo ด้วยโครงสร้างไมโครและนาโนที่แน่นอนและกำหนดได้ (รูปที่ 2a) แทนที่จะเป็นความหยาบแบบสุ่ม (รูปที่ 2b) เทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้สามารถยืนยันการคาดการณ์
ทางทฤษฎีเกี่ยวกับพฤติกรรมของ SHPo ได้ โดยสรุป เราได้เรียนรู้ว่าพื้นผิวของ SHPo จะลื่นมากขึ้น (นั่นคือการคาดการณ์ทางทฤษฎีเหล่านี้ได้รับการยืนยันสำหรับกระแสลามินาร์ หากเราคาดการณ์สิ่งนี้กับกระแสน้ำที่ไหลเชี่ยว ดูเหมือนว่าจำเป็นต้องมีพื้นผิวที่ลื่นสูง ซึ่งประกอบด้วยโครงสร้างจุลภาค
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
