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Nanomaterials - uma Vista Geral de Aplicações Potenciais do Espaço

Assuntos Cobertos

Fundo

Como Nanopowders Pode Melhorar Sistemas De Energia E Ajudar o Ambiente

Aerogels Usados em Aplicações do Espaço

Pedidos Potenciais da Indústria para Nanomaterials Magnéticos Duros e Macios

Benefícios de Usar Nanocomposites Magnético

Nanomaterials Inteligentes do `' Que Têm a Detecção de Propriedades

Materiais de Biomimetic que Usam a Nanotecnologia Molecular Para Conseguir a Auto-Organização, Auto-Cura e a Auto-Réplica

A Pesquisa da NASA em Nanomaterials no Instituto para Materiais Biològica Inspirados

Fundo

Há um número de pedidos possíveis para nanomaterials no espaço. Por exemplo, os nanopowders do óxido do alumínio ou do boro, que são revestidos com os filmes finos do polímero (espessura entre 20 e 300 nanômetro) para impedir a aglomeração, podem ser usados como propulsores contínuos em motores de foguete. Devido a sua área de superfície aumentada, os nanopowders criam mais empurrados em foguetes do contínuo-propulsor. A aglomeração das partículas pode ser evitada por revestimentos de polímero e por adição de um estabilizador, que igualmente melhore a manipulação dos materiais.

Como Nanopowders Pode Melhorar Sistemas De Energia E Ajudar o Ambiente

Também, para o propulsor líquido sobe rapidamente, uma densidade de potência aumentada pode ser obtido através da adição de nanopowders aos combustíveis de hidrocarboneto. Suspendido em solventes orgânicos, os nanopowders podem igualmente ser usados para os sistemas do bi-propulsor (por exemplo ethanol/LOX, que representa uma solução mais a favor do meio ambiente do que hydrazine/N O)2.4Tais nanopowders são desenvolvidos no quadro de um programa de SBIR da NASA em colaboração com empresas diferentes da nanotecnologia (Compostos De Alumínio de DWA, Argonide, Tecnologias Etc. do Sigma) e as empresas aeroespaciais.

Aerogels Usados em Aplicações do Espaço

Os Aerogels, que consistem em um 3d-network altamente poroso dos nanoparticles, oferecem as vantagens de uma superfície interna alta assim como uma densidade pequena, e é assim boas opções para aplicações, por exemplo como o material do eléctrodo para capacitores e baterias melhorados, ou como o material térmico do isolamento. Os Aerogels podem ser feitos de materiais diferentes, por exemplo silicatos ou carbono. No espaço, os aerogels têm sido usados já como o material térmico do isolamento na Maçaroqueira de Marte da missão do Avião De Reconhecimento, assim como um colector da partícula na missão da NASA Stardust. Uma desvantagem de aerogels convencionais é suas fragilidade e estabilidade mecânica pequena. As revelações Recentes demonstram, contudo, que as características mecânicas dos aerogels podem ser melhoradas significativamente usando combinações do material inorgánico e orgânico (por exemplo silicato/Poliuretano) substancialmente. Conseqüentemente, no futuro, os aerogels podem encontrar aplicações como de grande resistência, material da estrutura da ultra-luz no espaço.

Pedidos Potenciais da Indústria para Nanomaterials Magnéticos Duros e Macios

Os nanocomposites Magnéticos consistem em cristalites magnéticos do nanoscale em uma matriz amorfa ou cristalina (por exemplo polímeros ou silicatos). Magnético macio e duro (baixo resp. os nanomaterials altos do coercivity) podem ser obtidos. Os materiais magnéticos Macios são apropriados para transformadores e indutores em componentes eletrônicos, visto que os materiais magnéticos duros possuem potenciais da aplicação no armazenamento de energia, nas memórias dos dados e na tecnologia de sensor. Com materiais nanostructured, os parâmetros físicos tais como o coercivity podem ser ajustados selectivamente, que abrem novas aplicações. Os Exemplos para nanocomposites magnéticos são os polímeros ou os nanoparticles revestidos2 SiO do cobalto, que podem ser produzidos economicamente através de um procedimento químico molhado. Estes nanocomposites possuem uma permeabilidade mais alta, uma temperatura de curie e uma resistência elétrica do que os materiais convencionais da ferrite devido aos efeitos do acoplamento do quantum entre nanoparticles vizinhos. Um Outro exemplo é os nanoparticles polyimide-revestidos do Fe, que podem ser manufacturados pelo molde da compressão de pós e de polyimide do ferro do nanoscale, e possui propriedades de TMR (resistência do magneto da escavação de um túnel).

Benefícios de Usar Nanocomposites Magnético

As vantagens de compostos das teses são uma sensibilidade aumentada para detectar mudanças do campo magnético e uma variação da temperatura de trabalho mais alta, que poderiam ser utilizadas para a revelação de antenas de microonda miniaturizadas e de poupança de energia, de indutores, de sensores ou de memórias dos dados para aplicações do espaço. Presentemente, os projectos de investigação diferentes no quadro (Pesquisa da Inovação da Empresa De Pequeno Porte) Do programa de SBIR da NASA e igualmente um projecto comum do BMBF existem neste contexto.

Nanomaterials Inteligentes do `' Que Têm a Detecção de Propriedades

Presentemente, uma aplicação ainda um pouco visionário da nanotecnologia molecular é a produção de materiais inteligentes do `' com o intrinsic que detecta propriedades, características ópticas, térmicas e mecânicas programáveis ou mesmo propriedades auto-curas. As Primeiras aproximações neste sentido foram realizadas, por exemplo sob a forma dos nanocomposites, consistindo em polímeros conjugados em uma matriz nanostructured do silicato, que mudasse a cor no que diz respeito ao esforço mecânico, químico ou térmico. As mudanças de temperatura Aplicadas como os revestimentos para materiais de construção, mecânico ou corrosão danificam, assim como críticas poderiam ser detectadas prontamente e economicamente.

Materiais de Biomimetic que Usam a Nanotecnologia Molecular Para Conseguir a Auto-Organização, Auto-Cura e a Auto-Réplica

as concepções nanotechnological a longo prazo e visionários, contudo, vão para além destas primeiras aproximações. Isto aplica-se em particular à revelação de materiais biomimetic com a capacidade da auto-organização, auto-cura, e da auto-réplica por meio da nanotecnologia molecular. Um objetivo aqui é a combinação de materiais sintéticos e biológicos, arquiteturas e sistemas, respectivamente, a imitação de processos biológicos para aplicações tecnologicos. Este campo da nanobiotecnologia está presentemente ainda no estado de investigação básica, mas é considerado como um dos campos os mais prometedores da pesquisa para o futuro.

A Pesquisa da NASA em Nanomaterials no Instituto para Materiais Biològica Inspirados

Devido ao potencial alto postulado da inovação para a tecnologia espacial, NASA investe uma parte substancial de seu orçamento da nanotecnologia neste campo de investigação básica. Por exemplo, a NASA estabelece presentemente o Instituto para Materiais Biològica Inspirados, com institutos de investigação de universidade diferentes, por exemplo como participantes. Este instituto é financiado por um período de 10 anos com os anualmente $3 milhões, e sua tarefa principal é transferir invenções básicas à revelação dos materiais com propriedades mecânicas e auto-curas extraordinárias, como aqueles de alguns materiais biológicos tais como escudos ou ossos.

Autor Preliminar: Dr. Wolfgang Luther (editor).

Source: Divisão de Tecnologias Futura de Aplicações autorizadas Relatório do ` de VDI (Verein Deutscher Ingenieure) da Nanotecnologia em Revelações e em Sistemas do Espaço: Análise Tecnologico', Em abril de 2003.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor http://www.zt-consulting.de.

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

Last Update: 13. June 2013 01:43

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