Nanomaterials - 潜在的なスペースアプリケーションの概要

カバーされるトピック

背景

Nanopowders がどのようにパワー系統を改良し、環境を助けることができるか

スペースアプリケーションで使用されるエアロゲル

堅く、柔らかい磁気 Nanomaterials のための潜在的な企業アプリケーション

磁気 Nanocomposites の使用の利点

特性を感じることがある ` の情報処理機能をもった」 Nanomaterials

自己構成、自己回復および自己複製を達成するのに分子ナノテクノロジーを使用する Biomimetic の文書

生物学的に促された材料のための協会の Nanomaterials への NASA の研究

背景

スペースの nanomaterials のためのいくつかの可能なアプリケーションがあります。 例えば、アグロメレーションを防ぐために薄いポリマーフィルム (20 と 300 nm 間の厚さ) が塗られるアルミニウムまたはほう素の酸化物の nanopowders はロケットエンジンで固体推進体として使用することができます。 高められた表面積が原因で、 nanopowders は固体推進体のロケットで押し出される多くを作成します。 粒子のアグロメレーションはまた材料の処理を改善する安定装置のポリマーコーティングそして付加によって避けることができます。

Nanopowders がどのようにパワー系統を改良し、環境を助けることができるか

また、液体推進体のために、増加された出力密度炭化水素燃料への nanopowders の付加を通って得ることができますロケットで行きます。 有機溶剤で中断されて、 nanopowders はまた 2 液式液体発射薬システム (hydrazine/N O) より環境に優しい解決を表す例えば ethanol/LOX に使用することができます24そのような nanopowders は異なったナノテクノロジーの会社 (DWA のアルミニウム合成物、 Argonide、シグマ技術等) および宇宙航空会社と協同して NASA の SBIR プログラムのフレームで開発されます。

スペースアプリケーションで使用されるエアロゲル

nanoparticles の非常に多孔性 3d ネットワークから成っているエアロゲルは高い内部表面、また小さい密度の利点があり、改良されたコンデンサーおよび電池のための電極材料、または熱隔離材料としてこうしてアプリケーションのためのよいオプション、例えばです。 エアロゲルは異なった材料、例えばケイ酸塩かカーボンから成っていることができます。 スペースでは、エアロゲルはパスファインダーの代表団の火星の粗紡機で熱隔離材料、また NASA Stardust の代表団で粒子のコレクターとして既に使用されてしまいました。 慣習的なエアロゲルの不利な点はもろさおよび小さい機械安定性です。 しかし最近の進展はエアロゲルの機械特性が無機および有機材料の組合せ (例えばケイ酸塩/ポリウレタン) を大幅にことを使用することによってかなり改善することができること示します。 従って、将来、エアロゲルは高力ようにスペースの超ライト構造材料アプリケーションを見つけるかもしれません。

堅く、柔らかい磁気 Nanomaterials のための潜在的な企業アプリケーション

磁気 nanocomposites は無定形か結晶のマトリックスの nanoscale の磁気クリスタライトから成っています (例えばポリマーかケイ酸塩)。 柔らかく、堅い磁気 (低い resp。 高い最大保持力の) nanomaterials は得ることができます。 柔らかい磁気材料は堅い磁気材料がエネルギー蓄積、データメモリおよびセンサー技術のアプリケーション潜在性を所有している一方、電子部品の変圧器そして誘導器のために適しています。 nanostructured 材料を使うと、新規アプリケーションを開発する最大保持力のような物理的なパラメータは選択式に調節することができます。 磁気 nanocomposites のための例はぬれた化学プロシージャ2 によって経済的に作り出すことができる SiO によって塗られるコバルトの nanoparticles です、またはポリマー。 これらの nanocomposites は近隣の nanoparticles 間の量のカップリングの効果による慣習的な亜鉄酸塩材料より高い透磁率、キュリー温度および電気抵抗を所有しています。 もう一つの例は nanoscale の鉄の粉および polyimide の圧縮の鋳造物によって製造することができる TMR (トンネルを掘る磁石抵抗) の特性を所有しています polyimide 上塗を施してある Fe の nanoparticles。

磁気 Nanocomposites の使用の利点

説の合成物の利点は磁界の変更を検出するスペースアプリケーションのための小型化された省エネのマイクロウェーブアンテナ、誘導器、センサーまたはデータメモリの開発のために利用できるより高い働く温度較差です、および高められた感度。 現在、 NASA の (小企業の革新の研究) SBIR プログラムのフレームの異なった研究計画はまたこの文脈に BMBF の共同事業あり。

特性を感じることがある ` の情報処理機能をもった」 Nanomaterials

現在、分子ナノテクノロジーの今でも幾分幻のアプリケーションは ` の情報処理機能をもった」特性、プログラム可能な光学の、熱および機械特性また更に自己回復特性感じるイントリンシックの材料の生産です。 この方向の最初アプローチは機械の、化学または熱圧力に関してカラーを変更する nanostructured ケイ酸塩のマトリックスの活用されたポリマーから成っている nanocomposites の形で、例えば実現されました。 建築材、機械または腐食のためのコーティングが傷つくので温度の応用、また重大な変更はすみやかにそして経済的に検出できます。

自己構成、自己回復および自己複製を達成するのに分子ナノテクノロジーを使用する Biomimetic の文書

しかし長期および幻の nanotechnological 概念はこれらの最初アプローチを越えて遠く行きます。 これは自己構成、および自己複製の能力の biomimetic 材料の開発に分子ナノテクノロジーによって自己回復特に適用します。 ここの 1 つの目的は総合的な、生物的材料、アーキテクチャおよびシステムの組合せ、科学技術アプリケーションのための生物学的過程のそれぞれ、模造です。 nanobiotechnology のこのフィールドは基礎研究の状態にまだ現在ありますが、未来の最も有望な研究フィールドの 1 つとみなされます。

生物学的に促された材料のための協会の Nanomaterials への NASA の研究

宇宙技術、 NASA のための仮定された高い革新の潜在性が原因で基礎研究のこのフィールドにナノテクノロジーの予算の相当な部分を投資します。 例えば、 NASA は関係者として現在生物学的に促された材料のための協会を、異なった大学研究所と、例えば確立します。 この協会は毎年 $3,000,000 の 10 年のピリオドの間資金を供給され、主タスクはシェルまたは骨のようなある生物的材料のそれらのような異常な機械および自己回復特性が付いている材料の開発へ基本的な発明を、転送することです。

一次著者: ウォルフガング Luther (エディター) 先生。

ソース: VDI (Verein Deutscher Ingenieure) のスペース開発およびシステムのナノテクノロジーのレポートによって資格を与えられる ` のアプリケーションの未来の技術部: 科学技術の分析」、 2003 年 4 月。

このソースのより多くの情報のために http://www.zt-consulting.de を訪問して下さい。

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

Last Update: 13. June 2013 01:30

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