Recentemente, o materials de nanotubo de carbono outline um novo registro de isolamento térmico

Os pesquisadores chineses desenvolveram um novo isolador de nanotubos de carbono que pode suportar altas temperaturas de até 2.600 ° C, superando todos os outros materiais usados ​​para aplicações de extrema temperatura. Esse avanço pode ser usado para escudos térmicos em veículos hipersônicos e espaçonave durante a reentrada na atmosfera e em outros ambientes de alta temperatura.

Espaço, motores a jato e fornos industriais precisam de materiais que possam lidar com calor sem derreter, rachaduras ou deixar aquecer. No entanto, os materiais de isolamento térmico de alta temperatura (TIMs) têm grandes desvantagens. Eles falham em temperaturas acima de 1.500 ° C ou não são muito eficazes para impedir que o calor passasse. Isso significa que, para obter uma quantidade decente de isolamento, você deve usar mais materials, o que adiciona quantity e peso.

É por isso que os cientistas estão procurando por novos, Materiais avançados Isso pode efetivamente bloquear o calor, além de ser fino e leve. Em um papel publicado em Materiais funcionais avançadosPesquisadores da Universidade de Tsinghua descrevem como eles se empilharam e se feriram em filmes muito finos e flexíveis de nanotubos de carbono para criar um novo materials de isolamento chamado filmes de nanotubos de carbono tremendous alinhados (SACNT-SF). Esse materials revolucionário bloqueia o aquecimento de maneira mais eficaz do que qualquer outro isolador conhecido em altas temperaturas.

“O SACNT-SF exibe uma condutividade térmica eficaz de 0,004 WM^-1 Ok^-1 à temperatura ambiente e 0,03 wm^-1 Ok^-1 A 2.600 ° C, superando todos os Tims relatados até o momento “, os pesquisadores escreveram em seu artigo.

A propriedade de isolamento do SACNT-SF é devida a uma combinação de fatores. Os nanotubos empilhados são principalmente de espaço, então não há muito materials sólido para o calor viajar. E as lacunas entre eles são tão pequenas que bloqueiam o movimento das moléculas de gás, impedindo -as de transferir calor.

Além de seu isolamento superior, o SACNT-SF também é notavelmente durável. Ele pode suportar ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento e permanece estável até 3.000 ° C em uma atmosfera de argônio. E, ao contrário do volumoso isolamento Materials, essa substância inovadora é feita de filmes finos de papel que podem facilmente dobrar em torno de uma variedade de formas.

Há muita emoção sobre o SACNT-SF e seus muitos usos potenciais. Por exemplo, pode ser usado para criar melhor escudos de calor Para naves espaciais e veículos hipersônicos, e isso poderia melhorar a eficiência de fornos e reatores extremamente quentes. Por ser fino e flexível, também pode ser envolvido em torno de componentes eletrônicos complexos para protegê -los do calor.

O próximo desafio

No entanto, uma desvantagem significativa desse novo isolador de nanotubos de carbono é que ele oxida acima de 500 ° C no ar. Isso significa que ele não pode ser usado em ambientes desprotegidos com oxigênio a temperaturas elevadas, pois queimaria.

Portanto, a equipe de pesquisa planeja adicionar revestimentos de proteção que permitirão operar em ambientes onde o oxigênio está presente em altas temperaturas, como motores a jato.

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