Nanomaterials - 潜在的空间应用概览

包括的事宜

背景

Nanopowders 如何可能改进动力系统和帮助环境

用于空间应用的气凝胶

对困难和软的磁性 Nanomaterials 的潜在的行业申请

使用磁性 Nanocomposites 的福利

有感觉属性的 ` 智能’ Nanomaterials

使用分子纳米技术达到组织工会,自恢复性能和自副本的 Biomimetic 材料

美国航空航天局的研究到在学院的 Nanomaterials 里生物被启发的材料

背景

有对 nanomaterials 的一定数量可能的申请在空间。 例如,铝或硼氧化物 nanopowders,用稀薄的聚合物影片 (在 20 和 300 毫微米) 之间的厚度涂防止附聚,可以使用作为固体推进剂在火箭发动机。 由于他们增加的表面, nanopowders 在固定发射火箭火箭创建被推的更多。 微粒的附聚可以由安定器的聚合物涂料和添加避免,也改进处理材料。

Nanopowders 如何可能改进动力系统和帮助环境

并且,为液体推进剂迅速上升,增加的功率密度能通过 nanopowders 的添加对碳氢燃料的获得。 暂停在有机溶液, nanopowders 可能为二元燃料系统 (即 ethanol/LOX 也使用,比 hydrazine/N O) 表示一个更加不伤环境的解决方法24这样 nanopowders 在美国航空航天局 SBIR 程序的框架被开发在与不同的纳米技术公司 (DWA 铝综合、 Argonide,斯格码技术等) 和航空航天公司合作下。

用于空间应用的气凝胶

气凝胶,包括 nanoparticles 一个高度多孔 3d 网络,提供高内部表面以及一个小的密度的好处和因而是应用的好选项,即作为改进的电容器和电池的电极材料,或者作为热量隔离材料。 气凝胶可以由不同的材料,即硅酸盐或碳制成。 在空间,气凝胶已经使用了作为热量隔离材料在开创者任务的火星流浪者,以及微粒收集器在美国航空航天局 Stardust 任务。 常规气凝胶的缺点是他们的易碎性和小的机械稳定性。 然而,新发展展示气凝胶的机械特性可以充分地显著被改进通过使用无机和有机材料组合 (即硅酸盐/聚氨酯)。 所以,在将来,气凝胶可能查找应用作为在空间的高强度,超轻型的结构材料。

对困难和软的磁性 Nanomaterials 的潜在的行业申请

磁性 nanocomposites 包括在一个无定形或水晶矩阵的 nanoscale 磁性晶子 (即聚合物或硅酸盐)。 虚拟和困难磁性 (低 resp。 高矫顽性) nanomaterials 可以得到。 软的磁性材料适用于变压器和电感器在电子元件,而困难磁性材料拥有应用潜在能量储备、数据内存和传感器技术。 nanostructured 材料,可以选择性地调整实际参数例如矫顽性,打开新建应用程序。 磁性 nanocomposites 的示例是聚合物或 SiO 被涂上的2 钴 nanoparticles,可以通过一个湿化工程序经济上导致。 这些 nanocomposites 比常规纯铁材料拥有一个更高的渗透性、居里温度和电阻由于数量联结作用在相邻的 nanoparticles 之间。 另一个示例是聚酰亚胺上漆的 Fe nanoparticles,可以由 nanoscale 铁粉末和聚酰亚胺压缩造型制造,并且拥有 TMR (挖洞磁电机阻力) 属性。

使用磁性 Nanocomposites 的福利

论文综合的好处是增加的区分检测磁场的更改的和更高的运作的温度范围,可能为小型化的和节能微波天线、电感器、传感器或者数据内存发展使用空间应用的。 当前,在美国航空航天局 (小型企业创新研究) SBIR 程序的框架的不同的研究计划并且 BMBF 的一种联合规划于此环境存在。

有感觉属性的 ` 智能’ Nanomaterials

当前,分子纳米技术的一种仍然相当幻想应用是 ` 智能’材料的生产与感觉属性的内在的、可编程序的光学,热量和机械特性甚至自恢复性能的属性。 以 nanocomposites 的形式,在此方向的第一个途径认识到,即,包括在一个 nanostructured 硅酸盐矩阵的被共轭的聚合物,改变肤色关于机械,化工或者热应力。 可能及时地和经济上检测应用,因为建筑材料,机械或腐蚀的涂层损坏,以及重要温度变化。

使用分子纳米技术达到组织工会,自恢复性能和自副本的 Biomimetic 材料

长期和幻想 nanotechnological 构想,然而,去更在这些第一个途径之外。 这特别是适用于 biomimetic 材料的发展与组织工会,自恢复性能和自副本的能力的通过分子纳米技术。 这里一个目的分别为综合和生物材料,结构和系统的组合,生物学过程的模仿技术应用的。 nanobiotechnology 的此域仍然当前在基础研究状态,但是把视为其中一个最有为的研究域为将来。

美国航空航天局的研究到在学院的 Nanomaterials 里生物被启发的材料

由于在空间技术,美国航空航天局的被假设的高创新潜在投资其纳米技术预算值的一个大量的部分到基础研究的此域。 例如,美国航空航天局当前设立生物被启发的材料学院,用不同的大学研究所,即作为参与者。 此学院被资助在 10 年的期间与每年 $3 百万的,并且其主要任务是调用基本的发明到材料的发展与非常机械和自恢复性能的属性的,象那些某生物材料例如壳或骨头。

主要作者: 沃尔夫冈 Luther (编辑) 博士。

来源: 纳米技术的 VDI (Verein Deutscher Ingenieure) 报表标题名为的 ` 应用将来的技术部在空间发展和系统的: 技术分析’, 2003年 4月。

关于此来源的更多信息请参观 http://www.zt-consulting.de

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

Last Update: 13. June 2013 01:13

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