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Nanomaterials - ein Überblick über Mögliche Platz-Anwendungen

Themen Umfaßt

Hintergrund

Wie Nanopowders Stromnetze Verbessern und der Umgebung Helfen Kann

Aerogele Verwendet in den Platz-Anwendungen

Mögliche Industrie-Anwendungen für die Harten und Weichen Magnetischen Nanomaterials

Nutzen der Anwendung von Magnetischem Nanocomposites

` Intelligente' Nanomaterials, Die das Ermittlen von Eigenschaften Haben

Biomimetic-Materialien, die Molekulare Nanotechnologie Verwenden, um Selbst-Einteilung, Selbstheilung und Selbst-Wiederholung Zu Erzielen

Forschung der NASAs in Nanomaterials am Institut für Biologisch Angespornte Materialien

Hintergrund

Es gibt einige mögliche Anwendungen für Nanomaterials im Platz. Zum Beispiel können Aluminium- oder Boroxid nanopowders, die mit dünnen Polymerfilmen (Stärke zwischen 20 und 300 nm) beschichtet werden um Agglomeration zu verhindern, als feste Treibgase in den Raketenmotoren verwendet werden. Wegen ihrer erhöhten Fläche, erstellen die nanopowders mehr gestoßen in FestTreibgas Raketen. Die Agglomeration der Partikel kann durch Polymerbeschichtungen und Zusatz eines Leitwerks vermieden werden, das auch das Handhaben der Materialien verbessert.

Wie Nanopowders Stromnetze Verbessern und der Umgebung Helfen Kann

Auch für flüssiges Treibgas schnellt, eine erhöhte Energiedichte kann durch Zusatz von nanopowders zu den Kohlenwasserstoffkraftstoffen erreicht werden hoch. Verschoben in den organischen Lösungsmitteln, können nanopowders für BiTreibgas Anlagen auch verwendet werden (z.B. ethanol/LOX, das eine umweltfreundlichere Lösung als hydrazine/N O) darstellt2.4Solche nanopowders werden im Feld eines SBIR-Programms der NASAS in Zusammenarbeit mit verschiedenen Nanotechnologiefirmen (DWA-AluminiumZusammensetzungen, Argonide, Sigma-Technologien Usw.) und Luft-und Raumfahrtunternehmen entwickelt.

Aerogele Verwendet in den Platz-Anwendungen

Aerogele, die aus einem in hohem Grade porösen 3d-network von nanoparticles bestehen, bieten die Vorteile einer hohen internen Oberfläche sowie der kleinen Dichte an und sind folglich gute Optionen für Anwendungen, z.B. als Elektrodenmaterial für verbesserte Kondensatoren und Batterien oder als thermisches Isolierungsmaterial. Aerogele können von den verschiedenen Materialien, z.B. Kieselsäureverbindungen oder Kohlenstoff gemacht werden. Im Platz sind Aerogele bereits als thermisches Isolierungsmaterial im Mars Rover des Pfadfinderauftrags sowie Partikelsammler im Auftrag der NASAS Stardust verwendet worden. Ein Nachteil von herkömmlichen Aerogelen ist ihre Zerbrechlichkeit und kleine mechanische Stabilität. Neuentwicklungen zeigen jedoch dass die mechanischen Eigenschaften von Aerogelen beträchtlich verbessert werden können, durch Kombinationen des anorganischen und organischen Materials (z.B. Kieselsäureverbindung/Polyurethan) im Wesentlichen verwenden. Deshalb in der Zukunft finden möglicherweise Aerogele Anwendungen, wie hochfest, Ultraleuchte Zellenmaterial im Platz.

Mögliche Industrie-Anwendungen für die Harten und Weichen Magnetischen Nanomaterials

Magnetische nanocomposites bestehen nanoscale aus magnetischen Kristalliten in einer formlosen oder kristallenen Grundmasse (z.B. Polymere oder Kieselsäureverbindungen). Können weiche und harte magnetische (niedrige bzw. hohe Koerzitivkraft) Nanomaterials erhalten werden. Weiche magnetische Materialien sind für Transformatoren und Induktoren in den elektronischen Bauelementen geeignet, während harte magnetische Materialien Anwendungspotentiale im Energiespeicher, in den Datenspeichern und in der Sensortechnik besitzen. Mit nanostructured Materialien können körperliche Parameter wie Koerzitivkraft selektiv eingestellt werden, die Neuanmeldungen erschließen. Beispiele für magnetische nanocomposites sind Polymere oder SiO beschichtete2 Kobalt nanoparticles, die über eine nasse chemische Prozedur wirtschaftlich produziert werden können. Diese nanocomposites besitzen eine höhere Durchlässigkeit, eine Curie-Temperatur und einen elektrischen Widerstand als die herkömmlichen Ferritmaterialien wegen der Quantumskupplungseffekte zwischen benachbarten nanoparticles. Ein Anderes Beispiel ist polyimide-überzogene F.E.-nanoparticles, die durch Pressen von nanoscale Eisen Pulvern und Polyimide hergestellt werden können, und besitzt Eigenschaften TMR (Widerstand der Tunnelbaumagnetelektrischen maschine).

Nutzen der Anwendung von Magnetischem Nanocomposites

Die Vorteile von Thesenzusammensetzungen sind eine erhöhte Empfindlichkeit, zum von Änderungen des Magnetfelds zu entdecken und eine höhere Betriebstemperaturreichweite, die für die Entwicklung von miniaturisierten und energiesparenden Mikrowellenantennen, von Induktoren, von Fühlern oder von Datenspeichern für Platzanwendungen verwendet werden konnten. Zur Zeit existieren verschiedene Forschungsprojekte im Feld des (Kleinunternehmen-Innovations-Forschung) SBIR-Programms der NASAS und auch ein Gemeinschaftsprojekt des BMBF in diesem Zusammenhang.

` Intelligente' Nanomaterials, Die das Ermittlen von Eigenschaften Haben

Zur Zeit ist eine noch ziemlich visionäre Anwendung der molekularen Nanotechnologie die Produktion von ` intelligenten' Materialien mit dem Intrinsic, der Eigenschaften, programmierbare optischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften oder sogar die Selbstheilungseigenschaften ermittlt. Erste Anflüge in dieser Richtung wurden, z.B. in Form von den nanocomposites verwirklicht und bestanden aus konjugierten Polymeren in einer nanostructured Kieselsäureverbindungsgrundmasse, die die Farbe in Bezug auf mechanisches ändert, Chemikalie oder Wärmebelastung. Angewandte, da Beschichtungen für Baumaterialien, mechanisch oder Korrosion beschädigt sowie kritische Temperaturänderungen konnten sofort und wirtschaftlich entdeckt werden.

Biomimetic-Materialien, die Molekulare Nanotechnologie Verwenden, um Selbst-Einteilung, Selbstheilung und Selbst-Wiederholung Zu Erzielen

langfristige und visionäre nanotechnological Empfängnisse gehen jedoch weit darüber hinaus diese ersten Anflüge. Dieses trifft insbesondere auf die Entwicklung von biomimetic Materialien mit der Fähigkeit der Selbsteinteilung, der Selbstheilung und der Selbstwiederholung mittels der molekularen Nanotechnologie zu. Ein Lernziel hier ist die Kombination von synthetischen und biologischen Materialien, Architektur und Anlagen beziehungsweise die Nachahmung von biologischen Prozessen für technologische Anwendungen. Dieser Bereich der Nanobiotechnologie ist zur Zeit noch im Zustand der Grundlagenforschung, aber wird als einer der viel versprechendsten Forschungsbereiche während der Zukunft betrachtet.

Forschung der NASAs in Nanomaterials am Institut für Biologisch Angespornte Materialien

Wegen des geforderten hohen Innovationspotentials für Raumfahrttechnik, die NASA investiert ein erhebliches Teil seines Nanotechnologiebudgets in diesen Bereich der Grundlagenforschung. Zum Beispiel bildet die NASA zur Zeit das Institut für Biologisch Angespornte Materialien, mit verschiedenen Hochschulforschungsinstituten, z.B. als Teilnehmer. Dieses Institut wird während eines Zeitraums von 10 Jahren mit jährlich $3 Million finanziert, und sein Haupttask ist, grundlegende Erfindungen auf die Entwicklung von Materialien mit außerordentlichen mechanischen und Selbstheilungseigenschaften, wie denen etwas biologischer Materialien wie Shells oder Knochen zu übertragen.

Hauptautor: Dr. Wolfgang Luther (Herausgeber).

Quelle: Zukünftige Technologie-Abteilung von betitelten Anwendungen ` VDI (Verein Deutscher Ingenieure) Bericht der Nanotechnologie in den Platz-Entwicklungen und den Anlagen: Technologische Analyse', Im April 2003.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte http://www.zt-consulting.de.

Date Added: Apr 8, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 01:25

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