به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، توربین‌های گازی که در ساخت موتورهای جت هواپیما استفاده می‌شود به پوشش‌های سرامیکی وابسته است تا بتواند در دمای بالا پایداری ساختاری خود را حفظ کند. اما این پوشش‌ها نمی‌توانند تابش گرمایی را کنترل کنند که این موضوع عملکرد موتور را محدود می‌کند.
محققان دانشگاه پوردو آمریکا موفق به مهندسی نانولوله‌های سرامیکی شدند که همانند آنتن‌های حرارتی عمل می‌کنند که امکان کنترل تابش‌های گرمایی را دارند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان High-Temperature Polaritons in Ceramic Nanotube Antennas در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
این نانولوله‌های سرامیکی می‌توانند به‌عنوان آنتن عمل کرده و از نوسانات نور-ماده برای کنترل تابش حرارتی استفاده کنند. این طراحی یک گام به سوی دسته جدیدی از سرامیک‌ها است که می‌توانند در دمای بسیار بالا و با کارایی بالا کار کنند.
زوبین جاکوب از محققان این پروژه می‌گوید: «با کنترل تابش در دماهای بالا، ما می‌توانیم طول عمر پوشش را افزایش دهیم.»
این پروژه بخشی از یک تحقیقات در حوزه پوشش‌های مقاوم در برابر حرارت است.
در سال ۲۰۱۶، جاکوب و همکارانش موفق به ساخت شبه‌ماده‌ای از جنس اکسیدهافنیوم و تنگستن شدند که می‌تواند تابش حرارتی را کنترل کند و با این کار، از حرارت به هدر رفته برای تولید الکتریسیته در نیروگاه‌های حرارتی می‌توان استفاده کرد.
این گروه تحقیقاتی به تحقیقات خود ادامه دادند تا دسته جدیدی از سرامیک‌ها را معرفی کردند که می‌تواند حرارت را کنترل کند. آن‌ها با همکاری لونالو و همکارانش از دانشگاه پوردو اقدام به ساخت نانولوله‌هایی از جنس نیترید بور کردند که پایداری حرارتی بالایی دارد.
این نانولوله‌ها با استفاده از پولاریتون‌ها که نوسانات میان نور و ماده‌ای است می‌توانند به کنترل تابش کمک کنند. دمای بالا موجب برانگیختگی پولاریتون می‌شود و نانولوله مانند یک آنتن عمل کرده و تابش را هدایت می‌کند.
این آنتن‌ها می‌توانند تابش را به‌گونه‌ای کنترل کنند که موجب خنک شدن سیستم شود. این گروه به دنبال توسعه مواد سرامیکی دیگری هستند تا از ویژگی پلاریتون برای کاربردهای مختلف استفاده کنند.
نظر شما