اخبار فناوری، اخبارتکنولوژی، اخبار علمی و پزشکی، شبکه های اجتماعی، کسب و کار و استارتاپ ها

نسل بعدی چاپگرهای سه بعدی به کمک هواپیماهی مافوق صوت می آیند.

کاتالیزورهای پرینت سه بعدی بسیار کارآمد می توانند به حل چالش گرمای بیش از حد در هواپیماهای مافوق صوت کمک کنند و راه حلی انقلابی برای مدیریت حرارتی در صنایع بی شمار ارائه دهند.

0

به گزارس تماس نیوز از scitechdaily این کاتالیزورهای همه کاره که توسط محققان دانشگاه RMIT در ملبورن استرالیا ساخته شده‌اند، مقرون به صرفه بوده و در مقیاس‌بندی ساده هستند.

نمایشگاه آزمایشگاهی این تیم نشان می‌دهد که کاتالیزورهای چاپ سه‌بعدی می‌توانند به طور بالقوه برای تامین انرژی پرواز مافوق صوت و در عین حال خنک کردن سیستم به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرند.

دکتر Selvakannan Periasamy، محقق ارشد این پروژه، گفت که کار آنها با یکی از بزرگترین چالش‌ها در توسعه هواپیماهای مافوق صوت و گرمای باورنکردنی که هنگام پرواز هواپیماها با سرعت بیش از پنج برابر صوت ایجاد می‌شود مقابله کرده است.

پریاسامی گفت: «تست‌های آزمایشگاهی ما نشان می‌دهد که کاتالیزورهای چاپ سه‌بعدی که ما توسعه داده‌ایم، نوید بزرگی برای تأمین انرژی آینده پروازهای مافوق صوت دارند.»

“آنها یک راه حل بالقوه هیجان انگیز، قوی و کارآمد برای مدیریت حرارتی در هوانوردی و فراتر از آن ارائه می دهند.

نیاز به سرعت

تنها تعداد کمی از هواپیماهای آزمایشی به سرعت مافوق صوت (که در بالای 5 ماخ تعریف شده است – بیش از 3800 مایل در ساعت (6100 کیلومتر در ساعت) یا 1 مایل (1.7 کیلومتر) در ثانیه) رسیده اند.

در تئوری، یک هواپیمای مافوق صوت می‌تواند از لندن به نیویورک را در کمتر از 90 دقیقه طی کند، اما چالش‌های زیادی در توسعه سفرهای هوایی مافوق صوت مانند سطوح گرمای شدید باقی مانده است.

نویسنده اول و محقق دکترا روکسان هوبش گفت استفاده از سوخت به عنوان خنک کننده یکی از امیدوارکننده ترین رویکردهای تجربی برای مشکل گرمای بیش از حد است.

هوبش گفت: «سوخت‌هایی که می‌توانند گرما را در حین نیرو دادن به هواپیما جذب کنند، یک تمرکز کلیدی برای دانشمندان است، اما این ایده بر واکنش‌های شیمیایی مصرف‌کننده گرما تکیه دارد که به کاتالیزورهای بسیار کارآمد نیاز دارند».

علاوه بر این، مبدل‌های حرارتی که در آن سوخت با کاتالیزورها تماس پیدا می‌کند باید تا حد امکان کوچک باشند، زیرا محدودیت‌های حجم و وزن در هواپیماهای مافوق صوت وجود دارد.

برای ساخت کاتالیزورهای جدید، این تیم مبدل های حرارتی کوچک ساخته شده از آلیاژهای فلزی را چاپ سه بعدی کردند و آنها را با مواد معدنی مصنوعی موسوم به زئولیت پوشاندند.

محققان دماها و فشارهای شدیدی که سوخت در سرعت های مافوق صوت تجربه می کرد را در مقیاس آزمایشگاهی تکرار کردند تا کارایی طراحی خود را آزمایش کنند.

هنگامی که ساختارهای پرینت سه بعدی گرم می شوند، مقداری از فلز به درون چارچوب زئولیت حرکت می کند – فرآیندی که برای کارایی بی سابقه کاتالیزورهای جدید بسیار مهم است.

هوبش گفت: کاتالیزورهای چاپ سه بعدی ما مانند راکتورهای شیمیایی مینیاتوری هستند و چیزی که آنها را فوق العاده موثر می کند ترکیبی از فلز و مواد معدنی مصنوعی است.

“این یک جهت جدید هیجان انگیز برای کاتالیز است، اما ما برای درک کامل این فرآیند و شناسایی بهترین ترکیب آلیاژهای فلزی برای بیشترین تاثیر به تحقیقات بیشتری نیاز داریم.”

گام های بعدی تیم تحقیقاتی مرکز مواد پیشرفته و شیمی صنعتی RMIT (CAMIC) شامل بهینه سازی کاتالیزورهای چاپ سه بعدی با مطالعه آنها با تکنیک های سنکروترون اشعه ایکس و سایر روش های تجزیه و تحلیل عمیق است.

محققان همچنین امیدوارند که کاربردهای بالقوه این کار را در کنترل آلودگی هوا برای وسایل نقلیه و دستگاه‌های مینیاتوری برای بهبود کیفیت هوای داخل خانه گسترش دهند – به ویژه در مدیریت ویروس‌های تنفسی موجود در هوا مانند COVID-19.

مدیر CAMIC، پروفسور سورش بهارگاوا، گفت که صنعت شیمیایی تریلیون دلاری عمدتاً مبتنی بر فناوری قدیمی کاتالیزوری است. بهارگاوا گفت: «این نسل سوم کاتالیزور را می‌توان با چاپ سه‌بعدی پیوند داد تا طرح‌های پیچیده جدیدی ایجاد کند که قبلاً امکان‌پذیر نبود».

کاتالیزورهای چاپ سه بعدی جدید نشان دهنده یک رویکرد جدید رادیکال است که پتانسیل واقعی برای متحول کردن آینده کاتالیزور در سراسر جهان دارد. کاتالیزورهای چاپ سه بعدی با استفاده از فناوری لیزر پودر بستر فیوژن (L-PBF) در مرکز تولید دیجیتال، بخشی از محوطه تولید پیشرفته RMIT تولید شدند.

پیام بگذارید