Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Najlżejszy materiał świata

Recommended Posts

Naukowcy z University of Zhejiang uzyskali aerożel węglowy o gęstości 0,16 mg/cm3. Chwalą się, że to najlżejszy materiał na świecie.

Zespół prof. Gao Chao uciekł się do liofilizacji (suszenia sublimacyjnego) roztworu nanorurek węglowych i grafenu. Jak można przeczytać w relacji prasowej, poprzedni, zaledwie zeszłoroczny rekord należał do Niemców, którzy wytworzyli aerożel grafitowy o gęstości rzędu 0,18 mg/cm3.

Pod względem budowy nasz aerożel przypomina węglową gąbkę. Gdy na kłosie włośnicy [Setaria] umieści się kawałek materiału wielkości kubka, "włoski" nawet się nie ugną.

Chińczycy podkreślają, że ich aerożel jest niezwykle elastyczny i po ściśnięciu powraca do pierwotnego kształtu. "Oczekuje się, że aerożel węglowy odegra znaczącą rolę w kontroli zanieczyszczenia, np. w uzdatnianiu wody czy usuwaniu plam ropy naftowej [dotychczasowe materiały do walki z wyciekami absorbowały maksymalnie 10-krotność swojej wagi, tymczasem możliwości aerożelu wyczerpują się dopiero przy ok. 900-krotności]. Ekipa z University of Zhejiang wspomina również o pochłanianiu dźwięków, spełnianiu roli nośnika katalitycznego czy izolowaniu magazynów energii.

Zastosowanie liofilizacji uprawdopodobnia masową produkcję aerożelu.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kiedyś użyto aerożelu do łapania mikrometeorytów na orbicie

Tamten z wyglądu przypominał raczej blok silikonu. Ciekawe czy ten by się nadawał do takiego zastosowania, ale chyba ma zupełnie inne właściwości i cele istnienia (poza biciem rekordu)

Share this post


Link to post
Share on other sites

W materiale narrator stwierdził, że gęstość tego materiału jest równa 1/6 gęstości powietrza... Widocznie w końcu udało się odnaleźć ten zaginiony materiał Wokulskiego... Teraz to tylko założyć kurtkę z aerożelu i lecimy....

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ekipa z University of Zhejiang wspomina również o pochłanianiu dźwięków, spełnianiu roli nośnika katalitycznego czy izolowaniu magazynów energii.

W materiale filmowym jest mowa o zastosowaniu tego aerożelu jako izolacji termicznej lub jako magazynu energii, a nie o izolowaniu magazynów energii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

To było weki temu... oglądałem to na Discovery w czasach gdy jeszcze nie było tam nawet pogromców mitów nie wspominając o realityshow-ach.

Wydaje mi się, że w programie było dopiero o przygotowaniu do Stardust i w ramach testów zrobili właśnie eksperyment na naszej orbicie. Ale to było wieki temu mogłem coś pokręcić.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Brałem udział w programie Stardust i faktycznie łapali cząstki w hydrogel, ale zastanów się, jaki byłby sens łapania ich, skoro jest go tak mało w środku...(mała gęstość). Potrzebna jest jak największa gęstość, żeby złapane cząstki mogły dobrze wyhamować.

 

Co do tego materiału to na pewno znajdzie zastosowanie, chociażby jako filtr/ ultralekki przewodnik. Co do przemysłowej produkcji to nie wiem czy jest taki sens, lepiej chyba tworzyć np. wyspecjalizowaną firmę od filtrów niż zrobić takie "gąbki" w sprayu. Fajny art :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z tego co pamiętam to cel w użyciu czegoś lekkiego był taki, aby to się zatrzymało bez nadmiernego rozgrzewania, które doprowadziłoby do wyparowania próbek.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dobrze liczysz... Teraz zacząłem się zastanawiać czy wszystko się zgadza, bo to znaczy, że jest ok 10 razy lżejsze od powietrza.

Dlaczego więc nie lata?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Dobrze liczysz... Teraz zacząłem się zastanawiać czy wszystko się zgadza, bo to znaczy, że jest ok 10 razy lżejsze od powietrza. Dlaczego więc nie lata?

Dlatego, że gęstość jest liczona na podstawie objętości jaką zajmuje aerożel i jego ciężaru, natomiast nie uwzględnia ciężaru powietrza pomiędzy włóknami aerożelu. Gdyby wypompować powietrze z aerożelu i zapobiec jego zapadaniu się na skutek ciśnienia powietrza (np wypełniając helem, lub wodorem) to pewnie by latał.

 

Właśnie obejrzałem sobie zdjęcie na Wikipedii aerożelu na którym stoi cegła, oraz przeczytałem informacje o jego mechanicznej wytrzymałości. Gdybyśmy wypompowali cały gaz z aerożelu zrobionego z jakiegoś wytrzymałego materiału, oraz zewnętrzną powierzchnię pokryli materiałem uszczelniającym zapobiegającym napływowi powietrza, to teoretycznie nie potrzebowalibyśmy wodoru ani helu, by budować sterowce.

Edited by Eco_PL
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Od dość dawna czekam aż zrobią takie balony. Możliwe warianty - jakiś szkielet obleczony odpowiednią powłoką, lekka skorupa z wypompowanym powietrzem, albo właśnie taka sztywna gąbka też czymś pokryta. Tak samo odporne na awarie jak wcześniejsze wynalazki, ale przynajmniej bez deficytowego helu.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Od dość dawna czekam aż zrobią takie balony. Możliwe warianty - jakiś szkielet obleczony odpowiednią powłoką, lekka skorupa z wypompowanym powietrzem, albo właśnie taka sztywna gąbka też czymś pokryta. Tak samo odporne na awarie jak wcześniejsze wynalazki, ale przynajmniej bez deficytowego helu.

Ciekawe jak w takim przypadku sterować wysokością wznoszenia oraz jak wylądować? Może trzeba by pomieszać technologie?

 

radar

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ciekawe jak w takim przypadku sterować wysokością wznoszenia oraz jak wylądować?

 

Trzeba by dodać lub ująć próżni. Do pierwszego pompka, do drugiego - zaworek.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Trzeba by dodać lub ująć próżni. Do pierwszego pompka, do drugiego - zaworek.

Ehh, to logiczne:)

 

Przyjmując podobnie do helu, że potrzeba około 1m3 do podniesienia 1kg to żeby mieć swój osobisty sterowiec do podróżowania np. po mieście do pracy to trzeba by cylindra o średnicy 4,5m i długości 8m. Daje to jakieś 125kg udźwigu, tj. pasażer plus osprzęt w postaci siedziska, steru, małe aku i mały silnik dc ze śmigłem:) Jeszcze tylko 25tys. na licencję pilota i można latać :P

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ciekawe jak w takim przypadku sterować wysokością wznoszenia oraz jak wylądować? Może trzeba by pomieszać technologie? radar

 

zbiornik na sprężone powietrze po napełnieniu zwiększa ciężar całości, jak chcemy obniżyć ciężar otwieramy zawór i wypuszczamy powietrze

Share this post


Link to post
Share on other sites

Skonstruowanie balonu (sterowca) wypełnionego usztywniającą pianką i próżnią jest praktycznie niemożliwe. Przy ciśnieniu atmosferycznym (1kg/cm3) na każdy metr kwadratowy powłoki działała by siła ściskająca równa 10 t, żadne wypełnienie tego nie wytrzyma.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Skonstruowanie balonu (sterowca) wypełnionego usztywniającą pianką i próżnią jest praktycznie niemożliwe. Przy ciśnieniu atmosferycznym (1kg/cm3) na każdy metr kwadratowy powłoki działała by siła ściskająca równa 10 t, żadne wypełnienie tego nie wytrzyma.

Ale skoro ta pianka ma gęstość 0,16 kg/m3, a powietrze 1,2 kg/m3, to jeżeli z tego metra odpompujemy więcej niż 0,16 kg powietrza, obiekt powinien się unieść. Nie musimy uzyskiwać próżni, a zatem nacisk będzie mniejszy. Pominąłem tu co prawda ciężar pokrycia obiektu, po jego uwzględnieniu pewnie się okaże, że wciąż nacisk byłby za duży, chociaż gdyby pokrycie uformować w sferę, to mogłoby przejąć znaczną część obciążenia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rozwiązaniem problemu były by też balony gronowe, kule np. metrowej średnicy i taki kształt zapewni odpowiednią sztywność, a ich ilość zapewni odpowiednią wyporność. Dodatkowe uszkodzenie jednego nie powoduje awarii całej konstrukcji latającej.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tyle że w ten sposób psujesz stosunek powierzchni ("ciężkiej skorupy") do objętości (lekkiego wnętrza). Niemniej byłoby to dobre jako bezpieczna wersja już dopracowanej technologii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...