SACNT-SF. Nanorurkowa rewolucja w izolacji
Ten niezwykły materiał to właściwie skomplikowana struktura złożona z ultracienkich warstw nanorurek węglowych, które zostały precyzyjnie ułożone, sprasowane i nawinięte. Efekt? W temperaturze pokojowej przewodność cieplna wynosi zaledwie 0,004 W/m·K, co już robi wrażenie. Prawdziwy test zaczyna się jednak w ekstremalnych warunkach. Przy 2600 stopni Celsjusza wartość ta wzrasta jedynie do 0,03 W/m·K, co plasuje go w absolutnej światowej czołówce materiałów izolacyjnych. Dla porównania, większość konwencjonalnych rozwiązań przestaje spełniać swoje funkcje już przy 1500 stopni.
Czytaj też: O jedną trzecią mniejsza instalacja przy tej samej mocy. Chińczycy prezentują ogniwa o rekordowej sprawności
Oprócz niewiarygodnej odporności termicznej, SACNT-SF cechuje się też niezwykłą elastycznością. Można go zastosować na powierzchniach o skomplikowanych kształtach – od zakrzywionych elementów statków kosmicznych po nieregularne części układów elektronicznych. W atmosferze argonu materiał zachowuje stabilność nawet przy 3000 stopni Celsjusza i bez problemu znosi wielokrotne cykle nagrzewania oraz chłodzenia. To sugeruje, iż mógłby służyć przez długie lata w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych.
Gdzie znajdzie zastosowanie?
Potencjalne zastosowania tego materiału sięgają praktycznie każdej dziedziny, gdzie mamy do czynienia z ekstremalnymi temperaturami. W kosmonautyce mógłby posłużyć jako osłona termiczna podczas powrotu statku przez atmosferę, chroniąc załogę przed temperaturami sięgającymi tysięcy stopni. W lotnictwie materiał mógłby znaleźć zastosowanie w pojazdach hipersonicznych, poruszających się z prędkością ponad pięciokrotnie wyższą od prędkości dźwięku. Dotychczas rozwój takich technologii hamował właśnie brak odpowiednich rozwiązań izolacyjnych. Energetyka jądrowa to kolejny obszar, w którym SACNT-SF mógłby przynieść znaczący postęp. Reaktory wymagają materiałów zdolnych do pracy w skrajnych warunkach przez dziesiątki lat. Piece hutnicze, zaawansowana elektronika czy systemy zbrojeniowe – wszędzie tam nowy kompozyt mógłby zastąpić cięższe i mniej efektywne rozwiązania.
Czytaj też: Jest cieńszy od włosa i zawiera dziewięć metali. Spójrz na materiał przyszłości
Mimo imponujących parametrów, SACNT-SF ma poważną wadę. Materiał utlenia się w kontakcie z powietrzem już przy 500 stopniach Celsjusza, co znacząco ogranicza jego zastosowanie w środowiskach bogatych w tlen. Oznacza to, iż w obecnej formie nie nadaje się do użycia w silnikach odrzutowych czy konwencjonalnych piecach hutniczych, gdzie kontakt z powietrzem jest nieunikniony. Problem wydaje się poważny, ale zespół z Chin podobno już pracuje nad rozwiązaniem. Naukowcy projektują specjalne powłoki ochronne, które miałyby umożliwić funkcjonowanie materiału w atmosferze tlenowej. Jeśli te prace zakończą się sukcesem, SACNT-SF może trafić do powszechnego użycia w technologiach wysokotemperaturowych.