پنج شنبه 2 آذر 1396 - 4 ربيع الاول 1439 - 23 نوامبر 2017
صفحه اصلي/اخبار فناوري


 
 


 










 


 












خروجي RSS

نانوپوشش‌هایی برای حفاظت بهتر بدنه‌ فضاپیماها تولید شد

در قالب آزمايشگاهي؛

نانوپوشش‌هايي براي حفاظت بهتر بدنه‌ فضاپيماها توليد شد

محققان دانشگاه مالک اشتر واحد شاهين شهر موفق به توليد پوشش‌هاي نانو ساختاري شده‌اند که مي‌تواند به عنوان سطح محافظت کننده‌ي حرارتي بدنه فضاپيماها به کار گرفته شود.

به گزارش خبرگزاري مهر به نقل از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، ماهواره‌ها در فضا و در شرايط مختلف بايد تغييرات دمايي را در محدوده‌ ۱۸۰- تا۱۲۰+ درجه‌ سانتي گراد تحمل کنند. گاهي آن بخش ماهواره که به سمت خورشيد است، بسيار گرم و طرف مقابل آن که در سايه قرار دارد، بسيار سرد مي‌شود. اين اختلاف دما و تغيير ناگهاني در صورت تعديل نشدن مي‌تواند صدمات زيادي را به تجهيزات داخلي ماهواره وارد کند.

کمال قاني، يکي از محققان اين طرح عنوان کرد: عموما براي حفظ تعادل گرمايي و در نتيجه عملکرد بهينه‌ تجهيزات داخلي، سطوح سامانه‌هاي فضايي توسط پوشش‌هاي کنترل حرارتي، پوشانده مي‌شوند؛ لذا باتوجه به پيشرفت علم هوافضا و استفاده ازانواع گوناگون ماهواره‌ها درفضا، دستيابي به پوششي با بهترين خواص اهميت فراواني يافته است.

وي افزود: در اين طرح نيز پوشش‌هايي با استفاده از رنگدانه‌ نانومتخلخل مغناطيسي از جنس اکسيد آهن سنتز شده و عملکرد آن در حفاظت از بدنه‌ فضاپيما به کمک آزمون‌هاي مختلفي مورد ارزيابي قرار گرفته است.

قاني در خصوص ويژگي‌هاي مورد نياز براي ساخت پوشش‌هاي کنترل حرارتي عنوان کرد: تحقيقات نشان داده که استفاده از رنگ‌هايي با نسبت جذب به نشر نزديک به يک، بهترين نتيجه را جهت استفاده در پوشش‌هاي کنترل حرارتي ماهواره‌ها و فضاپيماها دارند؛ به همين دليل است که پوشش‌هاي متشکل از رنگدانه‌هاي سياه معدني و يا کربن سياه، بسيار متداول است.

وي ادامه داد: بر اساس نتايج به دست آمده، رنگدانه‌هاي متخلخل مغناطيسي سنتز شده در اين کار، از ساختار خوبي برخوردارند و نسبت جذب به نشر نور بهتري نسبت به رنگدانه‌هاي متداول صنعتي و حتي کربن سياه دارند. به عبارتي نسبت جذب به نشر آن نسبت به نمونه‌هاي متداول، به عدد يک نزديکتر بوده، بنابراين گزينه‌ بسيار مناسبي جهت ساخت پوشش‌هاي کنترل حرارتي فضاپيما خواهد بود.

قاني با بيان اينکه وزن فضاپيما و سيستم‌هاي فضايي يک عامل مهم در طراحي آن‌ها به شمار مي‌آيد، عنوان کرد: در اين تحقيق به دليل استفاده از رنگدانه‌ نانومتخلخل در تهيه‌ رنگ به منظور نفوذ رزين به داخل رنگدانه و پخش شدگي بهتر آن،، وزن رنگدانه‌ کاهش يافته است. اين امر در نهايت موجب کاهش وزن نهايي سيستم خواهد شد.

وي خاطر نشان کرد: از طرفي نانوتخلخل‌هاي موجود در رنگدانه سبب شده تا مقدار رنگدانه‌اي که استفاده مي‌شود، کمتر از مقدار غلظت حجمي بحراني رنگدانه باشد. بنابراين عملکرد بهتر پوشش تهيه شده در آزمون‌هاي عمومي مانند، آزمون سايش، آزمون چسبندگي و آزمون خمش، حاصل شده است.

به گفته وي، از نتايج اين طرح مي‌توان افزون بر سامانه‌هاي فضايي مدار پايين در کلکتورهاي خورشيدي و منابع توليد انرژي نيز استفاده کرد.

وي اظهار داشت: در اين تحقيق ابتدا قالب‌هاي سيليکايي سنتز شد و سپس با استفاده از اين قالب‌ها، رنگدانه‌ نانو متخلخل اسپينل آهن تهيه شد و در ساخت رنگ سياه کنترل حرارتي ماهواره به کار برده شد.  همچنين ساختار و تخلخل رنگدانه‌هاي سنتز شده به کمک روش‌هايي نظير XRD، FESEM، جذب نيتروژن و طيف سنجي بازتاب نشر مورد ارزيابي قرار گرفت.

قاني ادامه داد: رزين پيشنهادي براي اين رنگ نيز از نوع سيليکاتي است که اين رزين به دليل مقاومت بالا در برابر اکسيژن اتمي که يک عامل مهم در جلوگيري از تخريب رنگ در فضا محسوب مي‌شود، انتخاب شد. رنگدانه‌ سنتز شده داراي ضريب جذب ۰/۹۶۲ و ضريب نشر ۰/۹۶۷ است. نتايج آزمون‌هاي عمومي رنگ نيز براي پوشش‌هاي تهيه شده، مطلوب بوده است.

نتايج اين پژوهش در مجله‌ Journal of Coatings Technology and Research (جلد ۱۲، شماره ۶، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۰۶۵ تا ۱۰۷۱) به چاپ رسيده است. دکتر کمال قاني و دکتر رضا شجاع رضوي، اعضاي هيات علمي دانشگاه صنعتي مالک اشتر، نرگس کيومرثي پور، دانشجوي کارشناسي ارشد مهندسي مواد و مسلم مشايخي،  دانشجوي کارشناسي ارشد شيمي کاربردي اين دانشگاه در اين تحقيقات همکاري داشته‌اند.

برتري ويژه‌ي اين پوشش‌ها نسبت به پوشش‌هاي معمولي، وزن بسيار کمتر آن‌هاست. نتايج اين تحقيقات که در مقياس آزمايشگاهي صورت گرفته، افزون بر سامانه‌هاي فضايي، در صنايع انرژي‌هاي تجديدپذير نيز قابل کاربرد است.

تعداد بازديد:385 آخرين تغييرات:94/10/20
نظرات

نظر شما:
نام و نام خانوادگي
پست الكترونيك
نظر