Vật liệu thay đổi trò chơi cho tàu vũ trụ điều chỉnh nhiệt độ của chính nó

Mẹ thiên nhiên là nguồn cảm hứng công nghệ không ngừng. Nhưng cô ấy cũng có hàng thiên niên kỷ để chế tạo các hệ thống của mình, vì vậy tái tạo chúng không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Hãy xem trường hợp của cơ thể con người, nơi sở hữu vô số phép màu mà các nhà khoa học vẫn còn nhiều thế hệ không thể tái tạo trong phòng thí nghiệm.

Khả năng điều chỉnh nhiệt độ của cơ thể con người chỉ là một đặc điểm mà các nhà khoa học rất thích tái tạo và đưa vào sử dụng. Và thứ Sáu tuần trước, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Nottingham đã tiết lộ một loại vật liệu polymer mới có thể làm được điều đó. Dẫn đầu bởi Tiến sĩ Mark Alston, giáo sư thiết kế môi trường, nhóm nghiên cứu đã giải quyết thách thức khi kết hợp một quy trình nhiệt phức tạp vào các vật liệu do con người thiết kế. Kết quả được công bố tuần trước trong một bài báo mới trong Thiên nhiên

Làm thế nào một vật liệu có thể điều chỉnh nhiệt độ của chính nó

Alston và nhóm của ông cho biết họ được truyền cảm hứng từ các quá trình họ nhìn thấy trong lá và mô động vật và biết rằng nó có khả năng giải quyết vấn đề rắc rối về kiểm soát nhiệt độ trong khoa học vật liệu, với các ứng dụng từ điều trị bỏng đến du hành vũ trụ.

Thực tế thiên nhiên đối phó với quản lý nhiệt theo một cách hoàn toàn khác Nghịch đảo. Vì vậy, thiên nhiên nhìn vào một phương pháp hấp thụ, trong đó họ tích cực khai thác và thu năng lượng bức xạ mặt trời vào vật liệu và sau đó họ lấy năng lượng ra khỏi vật liệu để sử dụng cho sự tăng trưởng, tăng sinh của loài hoặc điều chỉnh nhiệt độ.

Nhóm nghiên cứu đã nhân đôi kỹ thuật này, tạo ra các đơn vị có kích thước A5 có thể thu và chuyển hướng năng lượng.Các cấu trúc giống như tế bào chuyển hướng năng lượng bằng chất lỏng, một lĩnh vực nghiên cứu thường được sử dụng trong nghiên cứu y học sử dụng các thuộc tính của chất lỏng để vận hành một hệ thống. Sự khác biệt về áp suất hoặc tốc độ dòng chảy có thể đóng vai trò chuyển sang các phản ứng cue.

Vật lý nghe có vẻ nan giải, nhưng cơ thể bạn sử dụng chất lỏng mọi lúc để nhiệt độ thường xuyên trong một quá trình quen thuộc hơn, đổ mồ hôi.

Rất giống với cơ thể con người, khi chúng ta ngồi xuống, chất lỏng trong cơ thể chúng ta di chuyển càng nhanh, do đó, dòng chảy của nó rất thấp. Nhưng nếu chúng ta bắt đầu chạy rất nhanh, cơ thể sẽ nhận ra sự thay đổi của yêu cầu, do đó dòng chảy trong cơ thể con người sẽ bắt đầu tăng lưu thông nhanh hơn vì nó cần năng lượng và do đó chúng ta ra mồ hôi nhiều hơn.

Chúng được dùng để làm gì?

Sức mạnh của sự tự điều chỉnh nhiệt mở ra các cơ hội thiên văn - theo cả hai nghĩa của từ này. Nếu được chế tạo ở dạng silicon, vật liệu có thể được quấn quanh da để theo dõi vết thương của nạn nhân bị bỏng, hoặc thu nhỏ lại kích thước chip và được sử dụng trong chất bán dẫn. Nhưng đáng chú ý nhất, nếu được tích hợp vào thiết kế tàu vũ trụ, vật liệu này có thể chống lại sự căng thẳng nhiệt độ dữ dội đi kèm với một chuyến đi lên vũ trụ.

Bởi vì mỗi ô là một đơn vị riêng lẻ hoạt động dựa trên các đầu vào của chính nó, một mảng trong số chúng có thể phù hợp hoàn hảo với các ứng dụng không gian. Các đơn vị lân cận có thể có các phản ứng hoàn toàn khác nhau, do đó, hoạt động trong cơ thể của tàu vũ trụ, một đơn vị trong ánh sáng mặt trời và một đơn vị trong bóng tối có thể ở ngay cạnh nhau trong khi duy trì nhiệt độ thoải mái cho vật liệu - tất cả mà không cần bất kỳ công việc thủ công nào của phi hành đoàn. Nói lời tạm biệt với các điểm nóng.

Nhóm này hy vọng hợp tác với ngành công nghiệp vũ trụ để mở rộng quy mô hoạt động và tiếp tục thử nghiệm vật liệu lấy cảm hứng từ thiên nhiên của họ.

Vẻ đẹp của thiên nhiên là nó trông có vẻ dễ dàng Nghịch đảo. Nó rất khó giải quyết, được chức năng hóa, và đó là những gì chúng tôi đang cố gắng làm.

Video liên quan: Làm thế nào thực vật phá vỡ mồ hôi