Nanomaterials - een Overzicht van Potentiële RuimteToepassingen

Besproken Onderwerpen

Achtergrond

Hoe Nanopowders de Systemen van de Macht Kan Verbeteren en het Milieu Helpen

Aerogels die in RuimteToepassingen wordt Gebruikt

De Potentiële Toepassingen van de Industrie voor Harde en Zachte Magnetische Nanomaterials

Voordelen om Magnetische Nanocomposites Te Gebruiken

` Intelligente' Nanomaterials Wat Ontdekkende Eigenschappen Hebben

De Materialen van Biomimetic die Moleculaire Nanotechnologie Gebruiken om zelf-Organisatie, Self-Healing en zelf-Replicatie Te Bereiken

Het Onderzoek van NASA naar Nanomaterials bij het Instituut voor Biologisch Geïnspireerde Materialen

Achtergrond

Er zijn een aantal mogelijke toepassingen voor nanomaterials in ruimte. Bijvoorbeeld, aluminium of boriumoxydenanopowders, die met dunne polymeerfilms (dikte tussen 20 en 300 NM) met een laag bedekt zijn om agglomeratie te verhinderen, kunnen als stevige drijfgassen in raketmotoren worden gebruikt. wegens hun verhoogde oppervlakte, leiden nanopowders tot meer duw in stevig-solid-propellant raketten. De agglomeratie van de deeltjes kan door polymeerdeklagen en toevoeging van een stabilisator worden vermeden, die ook de behandeling van de materialen verbetert.

Hoe Nanopowders de Systemen van de Macht Kan Verbeteren en het Milieu Helpen

Ook, voor vloeibare propellant raketten, kan een verhoogde machtsdichtheid door toevoeging van nanopowders aan koolwaterstofbrandstoffen worden verkregen. Opgeschort in organische oplosmiddelen, kunnen nanopowders ook voor bi-propellant systemen (b.v. ethanol/LOX, die een milieuvriendelijkere oplossing dan hydrazine/N O vertegenwoordigt)2worden gebruikt.4Dergelijke nanopowders worden ontwikkeld in het frame van een Sbir- programma van NASA in samenwerking met verschillende nanotechnologiebedrijven (de Samenstellingen van het Aluminium DWA, Argonide, de Technologieën enz. van de Sigma) en ruimtevaartbedrijven.

Aerogels die in RuimteToepassingen wordt Gebruikt

Aerogels, die uit een hoogst poreus 3d-netwerk van nanoparticles bestaan, bieden de voordelen met een hoge interne oppervlakte evenals een kleine dichtheid aan, en zo zijn goede opties voor toepassingen, b.v. als elektrodenmateriaal voor betere condensatoren en batterijen, of als thermisch isolatiemateriaal. Aerogels kunnen van verschillende materialen, b.v. silicaten of koolstof worden gemaakt. In ruimte, zijn aerogels reeds gebruikt als thermisch isolatiemateriaal in Mars Rover van de opdracht van de Verkenner, evenals deeltjescollector in de opdracht van NASA Stardust. Een nadeel van conventionele aerogels is hun broosheid en kleine mechanische stabiliteit. De Recente ontwikkelingen tonen, echter aan, dat de mechanische kenmerken van aerogels beduidend kunnen worden verbeterd door anorganische en organische materiële combinaties (b.v. silicaat/Polyurethaan) wezenlijk te gebruiken. Daarom in de toekomst, kunnen aerogels toepassingen vinden zoals structuurmateriaal met hoge weerstand, ultra-light in ruimte.

De Potentiële Toepassingen van de Industrie voor Harde en Zachte Magnetische Nanomaterials

Magnetische nanocomposites bestaan uit nanoscale magnetische kristallieten in een amorfe of kristallijne matrijs (b.v. polymeren of silicaten). Zowel kunnen zachte als harde magnetische (lage resp. hoge coercivity) nanomaterials worden verkregen. De Zachte magnetische materialen zijn geschikt voor transformatoren en inductors in elektronische componenten, terwijl de harde magnetische materialen toepassingspotentieel in energieopslag, gegevensgeheugen en sensortechnologie bezitten. Met nanostructured materialen, kunnen de fysieke parameters zoals coercivity selectief worden aangepast, die nieuwe toepassingen openstellen. De Voorbeelden voor magnetische nanocomposites zijn polymeren of SiO met een laag bedekt2 kobalt nanoparticles, die economisch via een natte chemische procedure kunnen worden geproduceerd. Deze nanocomposites bezitten een hogere doordringbaarheid, een curietemperatuur en een elektroweerstand dan conventionele ferrietmaterialen toe te schrijven aan quantumkoppelingsgevolgen tussen naburige nanoparticles. Een Ander voorbeeld is polyimide-met een laag bedekte Fe nanoparticles, die door compressieafgietsel van het poeder en polyimide van het nanoscaleijzer kan worden vervaardigd, en (het een tunnel graven magneetontstekingsweerstand) eigenschappen bezitten TMR.

Voordelen om Magnetische Nanocomposites Te Gebruiken

De voordelen van thesessamenstellingen zijn een verhoogde gevoeligheid om veranderingen van magnetisch veld te ontdekken en een hogere werkende temperatuurwaaier, die voor de ontwikkeling van verkleinde en energy-saving microgolfantennes, inductors zouden kunnen worden gebruikt, sensoren of gegevensgeheugen voor ruimtetoepassingen. Momenteel, bestaan er verschillende onderzoekprojecten in het frame van het (het Kleine Onderzoek Bedrijfs van de Innovatie) Sbir- programma van NASA en ook een gezamenlijk project van BMBF in deze context.

` Intelligente' Nanomaterials Wat Ontdekkende Eigenschappen Hebben

Momenteel, is een nog eerder onrealistische toepassing van moleculaire nanotechnologie de productie van intelligente' materialen ` met intrinsieke ontdekkende eigenschappen, programmeerbare optische, thermische en mechanische kenmerken of zelfs self-healing eigenschappen. De Eerste benaderingen in deze richting werden gerealiseerd, b.v. in de vorm van nanocomposites, die uit vervoegde polymeren in a bestaan nanostructured silicaatmatrijs, die de kleur met betrekking tot mechanische, chemische of thermische spanning verandert. Toegepast als deklagen voor bouwmaterialen, zouden de mechanische of corrosieschade, evenals de kritieke veranderingen van temperatuur onmiddellijk en economisch kunnen worden ontdekt.

De Materialen van Biomimetic die Moleculaire Nanotechnologie Gebruiken om zelf-Organisatie, Self-Healing en zelf-Replicatie Te Bereiken

nanotechnological concepties op lange termijn en de onrealistische, echter, gaan ver verder dan deze eerste benaderingen. Dit is in het bijzonder op de ontwikkeling van biomimetic materialen met de capaciteit van zelf-organisatie, self-healing, en zelf-replicatie van toepassing door middel van moleculaire nanotechnologie. Één doelstelling is hier respectievelijk de combinatie synthetische en biologische materialen, architectuur en systemen, de imitatie van biologische processen voor technologische toepassingen. Dit gebied van nanobiotechnologie is momenteel nog in de staat van basisonderzoek, maar als één van de veelbelovendste onderzoekgebieden voor de toekomst beschouwd.

Het Onderzoek van NASA naar Nanomaterials bij het Instituut voor Biologisch Geïnspireerde Materialen

wegens gestipuleerde hoge innovatie investeert het potentieel voor ruimtetechnologie, NASA een wezenlijk deel van zijn nanotechnologiebegroting in dit gebied van basisonderzoek. Bijvoorbeeld, richt NASA momenteel het Instituut voor Biologisch Geïnspireerde Materialen, met verschillende universitaire onderzoekinstituten, b.v. als deelnemers op. Dit instituut wordt gefinancierd voor een periode van 10 jaar met jaarlijks $3 miljoen, en zijn hoofdtaak is basisuitvindingen naar de ontwikkeling van materialen met buitengewone mechanische en self-healing eigenschappen, als die van sommige biologische materialen zoals shells of beenderen over te brengen.

Primaire auteur: Dr. Wolfgang Luther (redacteur).

Bron: De Toekomstige Afdeling van Technologieën van (Verein Deutscher Ingenieure) Rapport gerechtigde ` Toepassingen VDI van Nanotechnologie in RuimteOntwikkelingen en Systemen: Technologische Analyse', April 2003.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve http://www.zt-consulting.de.

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

Last Update: 13. June 2013 01:18

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit