Aslında uzay gemisi fabrikadan çıktığında çok temiz ve düzenliydi ama bir süre uzay uçuşundan sonra Dünya Zamanına döndüğünde uzay gemisinin dışı "siyah" oldu. Shenzhou 13 uzay gemisinin Reentry kapsülü daha önce sergilenmişti ve Reentry kapsülünün atmosfere girdiğinde yanan izi olan Reentry kapsülünün dışındaki petek benzeri kaplamanın üzerinde tamamen kararmış ve kömürleşmiş bir yüzey bulunuyor. Böylesine büyük bir fark, gerçeği bildiğimizde, insanlara uzay uçuşu yolculuğunun gerçekten heyecan dolu olduğunu hissettiriyor. Aslında, Reentry kapsülünün dışı özel bir işlemden geçmiştir. Örneğin dış cephe bazı ablasyon malzemeleri ve ısı yalıtım malzemeleri ile kaplanmaktadır. Dış sıcaklık binlerce santigrat dereceye ulaşsa bile Reentry kapsülünü yakmaz. Reentry kapsülünün iç sıcaklığı, astronotların güvenliğini tehdit etmeyecek veya Mars gezicisinin normal çalışmasını etkilemeyecek şekilde çok rahat.
Shenzhou Reentry kapsülü siyah bariyer alanından geçtiğinde, yüksek sıcaklıkta yanma süresinin 6 dakikayı aştığı ve kapsamlı ısının metrekare başına 120000 kilojoule ulaştığı anlaşılmaktadır. Binlerce santigrat derece yüksek sıcaklık altında, sıradan malzemeler ise, iç üç katman ve dış üç katman olsa bile, yeniden giriş kapsülü zaten yanmıştır, bu nedenle süper güçlü ısı yalıtım malzemeleri kullanmalıdır.
Yıllarca süren araştırmalardan sonra, Çinli bilim adamları nihayet yalıtım, ısı önleme ve yük taşımayı birleştiren yeni bir tür kompozit malzeme geliştirdiler. Yeni kompozit malzeme, fenolik içi boş mikro küreler, cam içi boş mikro küreler, güçlendirilmiş lifler vb.'den oluşur. Yeni kompozit malzeme, belirli bir kotaya göre en güçlü petek yapısına doldurularak süper güçlü bir ısı yalıtım malzemesi oluşturur ve Reentry kapsülü için güvenli bir "termal koruma" tabakası oluşturur.
Tabii ki, ısı yalıtım malzemelerinin ısı yalıtım kabiliyetini daha da arttırmak için, Reentry kapsülünün petek yapısının dış yüzeyine yüksek sıcaklıkta doğrudan katıdan süblime olan başka bir ısı dağıtma malzemesi tabakası eklenir. gaz hali. Bu işlem çok fazla ısı emer ve artık ısı petek yapısı aracılığıyla ayrıştırılır. Bu ısı dağıtma malzemesi tabakasıyla, 3000 santigrat derecelik yüksek bir sıcaklıkta yandıktan sonra bile kabin hala yay gibi sıcak olacak ve yaklaşık 25 derecelik bir sıcaklık sağlayacaktır. Ancak bu malzeme bozunma sürecinde siyah izler bırakacaktır.
Çinli araştırmacılar, Reentry kapsülünün dışındaki süper güçlü ısı yalıtım malzemelerinin yanı sıra son yıllarda termal yönetim kumaşları ve termal koruma malzemeleri konusunda da pek çok araştırma gerçekleştirdiler. Bu yenilikçi araştırma ve geliştirme başarıları, insan vücudunu rahat bir sıcaklık aralığında tutabilir, giyilebilir akıllı kumaşların geliştirilmesi için yeni bir yön sağlayabilir ve nesne sıcaklığındaki değişimi algılamak için sanal dünyaya uygulanabilir.
Verimli ve dayanıklı moleküler güneş enerjisi yönetim yapısı
Enerji kullanım verimliliğini artırın
Moleküler güneş enerjisi depolama malzemeleri (MOST), güneş enerjisini etkili bir şekilde yakalayabilir, moleküler izomerizm yoluyla Kimyasal bağda enerji depolayabilir ve ışığın uyarılması altında ısı şeklinde enerji açığa çıkarabilir. Güneş enerjisi emilimi, dönüşümü, depolanması ve salımının entegrasyonu nedeniyle, özellikle kişisel termal yönetim alanında geniş ilgi gördü. Bununla birlikte, moleküler güneş enerjisi depolama malzemelerinin düşük enerji yoğunluğu, kolay sızıntı ve zayıf haslık sorunları nedeniyle, bunların enerji depolama kumaşlarındaki uygulamaları sınırlıdır.
Yukarıdaki sorunları çözmek için Jiangnan Üniversitesi ve Shanghai Jiaotong Üniversitesi araştırma ekibi pirazolil Azobenzen molekülleri tasarladı ve sentezledi. Heteroatomlar içeren beş üyeli bir halka yapısının eklenmesi, pirazolil Azobenzen moleküllerinin daha yüksek izomerizasyon dönüşümüne ve izomerizasyon enerji depolama süresine sahip olmasını sağlayabilir. Bununla birlikte, pirazolil azobenzen moleküllerinin yüksek izomerizasyon dönüşüm oranı, monokromatik ışık stimülasyon yanıtı gerektirir ve standart solar spektral ışınlama, eksik izomerizasyona neden olabilir. Bu nedenle, pirazolil Azobenzen moleküllerinin UV filtreleme performansıyla mikrokapsüllere kapsüllenmesi, pirazolil Azobenzen moleküllerinin faz geçişi sırasındaki sızıntı problemini çözmekle kalmaz, aynı zamanda onlara geniş spektrumlu UV ışığı altında yüksek izomerizasyon dönüşümü performansı verir. 2000 kez enerji yükleme ve boşaltma, 50 kez suyla yıkama ve 50 kez sürtünmeden sonra, pirazol bazlı Azobenzen moleküler enerji depolama kumaşı hala verimli bir güneş enerjisi depolama yoğunluğuna sahiptir.
Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme gibi çevresel sıcaklık kontrol yöntemleriyle karşılaştırıldığında, verimli ve dayanıklı moleküler güneş termal yönetim kumaşları, enerji kullanım verimliliğini artırır ve karbon emisyonlarını ve fosil yakıt tüketiminin neden olduğu kirlilik sorunlarını azaltmak için bir enerji kaynağı olarak güneş enerjisini kullanır. Ayrıca, güneş enerjisi emilimini, dönüşümünü, depolanmasını ve kontrol edilebilir salınımını entegre eden bir güneş enerjisi depolama yapısı oluşturmak için etkili bir yol sağlarlar.
Çok işlevli termal aktif koruyucu kumaşlar için termal duyarlı elyaflar
İyi termal ve mekanik uyarlanabilirliğe sahip akıllı tekstillerin hareket koruması, yangın kurtarma ve havacılık gibi alanlarda önemli bir rol oynaması bekleniyor. Bununla birlikte, bildirilen çoğu termal ve mekanik adaptif polimerin zayıf işlenebilirliği, rahatlığı ve uzun tepki süresi, uygulamalarını sınırlamıştır.
Son zamanlarda, Donghua Üniversitesi'nden Zhang Qinghong/Hou Chengyi ekibi, deri çekirdek yapısına (çekirdek olarak ticari elyaf/deri olarak sıcaklığa duyarlı hidrojel) sahip bir termal tepki elyafı tasarladı ve sürekli olarak hazırladı. Kompozit fiber, hızlı mekanik adaptasyon, iyi termal sertleşme ve termal yalıtım özellikleri göstermiştir.
Bu çalışmada araştırmacılar, ticari lifler ile uyarana duyarlı hidrojeller arasındaki zayıf arayüz yapışması sorununu bir kovalent ankraj ağı oluşturarak çözdüler, böylece hidrojel kabuğunu çeşitli ticari lifler üzerine eşit bir şekilde kaplayarak termal duyarlı liflerin büyük ölçekli sürekli üretimini gerçekleştirdiler. . Bu yöntem evrenseldir ve çeşitli ticari elyaflara uygulanabilir. Hidrofobik etkileşimin ve iyonik bağın sinerjistik etkisi, hidrojel kabuğunun gerilme mukavemetinin (0.65~16 MPa) ve elastik modülünün sıcaklık değişimiyle otomatik olarak ayarlanmasını sağlar. Bu nedenle hazırlanan termal duyarlı kompozit fiber, oda sıcaklığında yumuşak ve cilt dostu, yüksek sıcaklıkta ise sert ve darbeye dayanıklı özelliklere sahiptir. Ek olarak, faz ayrımının ve iyon etkileşiminin ısı emme etkisi nedeniyle, akıllı fiber, yüksek sıcaklıklı bir ortamda (65 derece ~95 derece) belirli bir miktarda ısı emerek, Görünür sıcaklığı 18 derece ~27 derece azaltabilir, böylece termal yanıkları önleme etkisi elde edilir. Dolayısıyla bu akıllı fiberin spor koruyucu ekipman ve termal koruyucu giysi gibi alanlarda kullanılması bekleniyor.
Islak eğirme ve vakumlu emprenye hazırlama
Giyilebilir kumaşlar için esnek termal depolama fazı değiştiren dokunmamış kumaş
Çin Bilimler Akademisi Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü araştırmacısı Shi Quan, Wu Zhongshuai ve Avustralya'daki Deakin Üniversitesi profesörü Chen Ying'den oluşan ekibin, esnek elyaf tipi faz araştırmasında yeni ilerleme kaydettiği bildirildi. malzemeleri değiştirin. İşbirliği ekibi, mükemmel esnekliğe, ısı depolama kapasitesine ve hava geçirgenliğine sahip olan ve giyilebilir insan termal yönetim cihazlarında kullanılan, ıslak eğirme ve vakum emdirme yoluyla esnek Grafen Bor nitrür elyafı bazlı faz değişimli dokunmamış kumaş hazırladı.
Faz değişim enerji depolama malzemeleri, nispeten sabit sıcaklıklarda büyük miktarda faz değişim gizli ısısını emebilir ve serbest bırakabilir ve insan termal yönetimi alanında termal enerji depolama ve sıcaklık kontrol ortamı olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, kolay sıvı sızıntısı, zayıf nefes alabilirlik ve katı sertlik gibi geleneksel faz değiştiren malzemelerin doğal özellikleri, giyilebilir akıllı termal yönetim cihazlarında uygulanmasını zorlaştırır.
Faz değiştirme cihazlarının gaz geçirgenliğini ve enerji depolama yoğunluğunu daha da iyileştirmek için Shi Quan'ın ekibi, Wu Zhongshuai'nin ekibinin Grafen üç boyutlu gözenekli montajının hazırlama teknolojisini ve Chen Ying'in ekibinin Bor nitrür alanındaki benzersiz avantajlarını kullanıyor. nano tabaka hazırlama, ıslak eğirme yoluyla yüksek entalpili esnek faz değişimli dokuma olmayan kumaşların hazırlanması için ortaklaşa genel bir strateji önerdi. Bu faz değişimli dokunmamış kumaş, gram başına 206,0 jul gibi yüksek bir entalpi değeri, mükemmel termal kararlılık, 1000 döngüden sonra yüzde 97,6'lık bir entalpi tutma oranıyla termal döngü yeteneği ve ultra yüksek su buharı geçirgenliği sergiler , şu anda bildirilen faz değiştiren malzeme filmlerinden ve liflerinden daha üstündür.
Kumaşa gömülü fiber pompa, sanal dünyadaki sıcaklık değişikliklerini algılayabilir
İsviçre'nin Lozan kentindeki École Polytechnique Fédérale de Lausanne'den araştırmacılar, elyaf şeklinde bir pompa geliştirdiler. Bu fiber pompa doğrudan tekstil ve giysi üzerine dikilebilir. Hafif, güçlü ve yıkanabilir. Bu yenilik, Dış iskeletten sanal gerçekliğe kadar alanlara uygulanabilir.
Bu çalışma, araştırmacılar tarafından 2019 yılında geliştirilen ölçeklenebilir bir pompa temel alınarak yapılmıştır. Fiber optik form, araştırmacıların Giyilebilir teknoloji ile daha uyumlu, daha hafif ve daha güçlü pompalar üretmesini sağlar. Araştırmacılar, pompanın benzersiz yapısını elde etmek için bakır ve poliüretan telleri çelik çubukların etrafına sararak ve ardından bunları sıcak eriterek yeni bir üretim teknolojisi geliştirdiler. Çelik çubuk çıkarıldıktan sonra standart dokuma ve dikiş teknikleri kullanılarak 2 mm elyaflar tekstile entegre edilebilir. Bu tip pompa esas olarak kendi basıncını ve debisini üretebilen bir boru hattıdır.
Bu pompanın basit tasarımının birçok avantajı vardır. Gerekli malzemeler ucuzdur ve elde edilmesi kolaydır ve üretim sürecini genişletmek de nispeten kolaydır. Pompanın ürettiği basınç ile pompanın uzunluğu arasındaki doğrudan ilişki nedeniyle, boru hattı uygulama durumuna göre kesilebilir, böylece ağırlığı en aza indirirken performansı optimize eder. Sağlam tasarımı aynı zamanda onu geleneksel deterjanla temizlemeye uygun hale getirir.
Çalışma ayrıca, yumuşak Dış iskelete güç sağlamak ve hastaların hareket etmesine ve yürümesine yardımcı olmak için kullanılabilen, kumaştan ve gömülü fiber pompadan yapılmış Yapay kası gösterdi. Pompa, sıcaklık hissini simüle ederek sanal gerçeklik dünyasına yeni boyutlar bile getirebilir. Bu durumda kullanıcı eldiven giymektedir ve eldivenin üzerindeki pompa sıcak veya soğuk sıvı ile doldurularak kullanıcının sanal nesne ile temas ettiğinde sıcaklık değişimlerini hissetmesi sağlanmaktadır.
kaynak:https://www.tnc.com.cn/info/c-001001-d-3732509.html