Голямо предизвикателство в материалознанието е да се изясни как да се регулира температурата на материалите
Авангарден нов материал, който е способен да регулира собствената си температура и може да се използва за охлаждане на космическите капсули при навлизането им в атмосферата, е в процес на разработка в Университета в Нотингам, Великобритания.
„Голямо предизвикателство в материалознанието е да се изясни как да се регулира температурата на материалите, направени от човека, по начина, по който човешкото тяло прави това спрямо температурата в околната среда”, обяснява водещият автор на разработката д-р Марк Алстън, главен асистент по екологичен дизайн във Факултета по инженерство в университета.
Разработката на неговия екип използва мрежа от множество микроканалчета с активни течности (флуиди) като метод за разработване на термо-функционален материал, създаден от синтетичен полимер, пише GreenTech.bg. Материалът е подсилен чрез прецизни контроли, които могат да превключват проводящите състояния, за да управляват собствената температура във връзка с температурата на околната среда.
„Този инженерен подход, вдъхновен от биологията, развива структурното съединяване на полимерите за използване в авангардни съвременни материали. Природата използва флуиди за регулиране и управление на температурата у бозайниците и растенията, за да абсорбира слънчевата радиация при фотосинтезата. Нашето изследване използва листообразен модел, за да имитира тази природна функция у полимера”, казват разработчиците.
Подобен подход ще доведе до създаване на усъвършенстван материал, който може да абсорбира интензивната слънчева радиация, както прави това човешкото тяло, да се самоохлажда, каквато и да е средата, в която се намира. Термо-функционалният материал може да се използва като система за регулиране на топлината при охлаждане на повърхности.
Този вид управление на топлинния поток може да се окаже безценно решение при космически полети, където високите натоварвания от слънчева радиация са способни да причинят топлинни натоварвания върху структурната цялост на космическите капсули.
Чрез регулиране на структурната температура на материала може дори да се произвежда полезна електроенергия, казват учените. Топлината, уловена от материала, може да бъде отстранена от флуидната системата за рециркулация, за да се съхранява в бордовия резервоар на капсулата. Веднъж уловена, енергията може да се преобразува в електрическа енергия или да загрява вода за използване от екипажа.
Експерименталната част на това изследване е базирана на лабораторни проучвания и е разработена в сътрудничество с изследователския институт на правителството на Великобритания: Science and Technology Facilities Council (SRFC). Следващите стъпки предвиждат осигуряване на финансиране за изграждане на демонстрационна система, която да бъде представена на аерокосмическите производители, и намиране на индустриален партньор.