למעשה, החללית הייתה מאוד נקייה ומסודרת כשיצאה מהמפעל, אך כשחזרה לזמן ארצי לאחר תקופה של טיסה בחלל, החלק החיצוני של החללית הפך ל"שחור". קפסולת ה-Reentry של ספינת החלל Shenzhou 13 הוצגה בעבר, ויש משטח מושחר ומוגז לחלוטין על ציפוי דמוי חלת הדבש מחוץ לקפסולת ה-Reentry, שהיא העקבות הבוערות של קפסולת ה-Reentry כאשר היא נכנסת לאטמוספירה. הבדל כל כך גדול, כשאנחנו יודעים את האמת, זה גורם לאנשים להרגיש שמסע הטיסה לחלל באמת מלא בריגושים. למעשה, החלק החיצוני של קפסולת ה-Reentry עבר טיפול מיוחד. לדוגמה, החלק החיצוני מצופה בכמה חומרי אבלציה וחומרי בידוד תרמי. גם אם הטמפרטורה החיצונית תגיע לאלפי מעלות צלזיוס, היא לא תשרוף את קפסולת ה-Reentry. הטמפרטורה הפנימית של קפסולת ה-Reentry נוחה מאוד, מה שלא יאיים על שלומם של אסטרונאוטים או ישפיע על הפעולה הרגילה של רובר מאדים.
מובן שכאשר קפסולת ה-Shenzhou Reentry עוברת דרך אזור המחסום השחור, זמן שריפת הטמפרטורה הגבוהה עולה על 6 דקות, והחום המקיף מגיע ל-120000 קילוג'אול למ"ר. תחת הטמפרטורה הגבוהה של אלפי מעלות צלזיוס, אם מדובר בחומרים רגילים, גם אם שלוש השכבות הפנימיות ושלוש השכבות החיצוניות, הקפסולה לכניסה חוזרת כבר נצרבה, ולכן עליה להשתמש בחומרי בידוד תרמי חזקים במיוחד.
לאחר שנים של מחקר, מדענים סינים פיתחו סוף סוף סוג חדש של חומר מרוכב המשלב בידוד, מניעת חום ונושאת עומס. החומר המרוכב החדש מורכב ממיקרוספרות חלולות פנוליות, מיקרוספרות חלולות מזכוכית, סיבים מחוזקים וכו'. החומר המרוכב החדש ממולא במבנה חלת הדבש החזק ביותר על פי מכסה מסוימת, יוצר חומר בידוד תרמי חזק במיוחד, היוצר שכבה של "הגנה תרמית" בטוחה לקפסולת ה-Reentry.
כמובן, על מנת לשפר עוד יותר את יכולת הבידוד התרמי של חומרי הבידוד התרמי, מתווספת שכבה נוספת של חומרי פיזור חום על פני השטח החיצוניים של מבנה חלת הדבש של קפסולת ה-Reentry בטמפרטורה גבוהה, אשר עוברת סובלימציה ישירות מהמוצק למוצק. המצב הגזי. תהליך זה סופג חום רב, והחום השיורי מתפרק דרך מבנה חלת הדבש. עם שכבה זו של חומר פיזור חום, גם לאחר שריפה בטמפרטורה גבוהה של 3000 מעלות צלזיוס, תא הנוסעים עדיין יהיה חם כאביב, מה שמבטיח טמפרטורה של כ-25 מעלות. עם זאת, חומר זה ישאיר סימנים שחורים במהלך תהליך הפירוק.
בנוסף לחומרי הבידוד התרמי החזקים במיוחד מחוץ לקפסולת ה-Reentry, חוקרים סינים ביצעו בשנים האחרונות גם מחקרים רבים על בדי ניהול תרמי וחומרי הגנה תרמית. הישגי מחקר ופיתוח חדשניים אלה יכולים לשמור על גוף האדם בטווח טמפרטורות נוח, לספק כיוון חדש לפיתוח בדים אינטליגנטיים לבישים, וניתן ליישם אותם בעולם הווירטואלי כדי לחוש את השינוי בטמפרטורת האובייקט.
בד ניהול תרמי סולארי מולקולרי יעיל ועמיד
שפר את יעילות ניצול האנרגיה
חומרים מולקולריים לאחסון אנרגיה סולארית (MOST) יכולים ללכוד ביעילות אנרגיית שמש, לאגור אנרגיה בקשר כימי באמצעות איזומריזם מולקולרי ולשחרר אנרגיה בצורה של חום תחת גירוי של אור. בשל שילובו של קליטת אנרגיה סולארית, המרה, אחסון ושחרור, הוא זכה לתשומת לב נרחבת, בעיקר בתחום הניהול התרמי האישי. עם זאת, בשל הבעיות של צפיפות אנרגיה נמוכה, דליפה קלה ויציבות ירודה של חומרי אחסון אנרגיית שמש מולקולרית, היישום שלהם בבדי אגירת אנרגיה מוגבל.
כדי לפתור את הבעיות שלעיל, צוות המחקר של אוניברסיטת ג'יאנגן ואוניברסיטת שנגחאי ג'יאוטונג עיצב וסינתזה מולקולות פיראזוליל אזובנזן. הכנסת מבנה טבעת בעל חמישה איברים המכיל הטרואטומים יכולה לאפשר למולקולות פיראזוליל אזובנזן לקבל המרת איזומריזציה גבוהה יותר וזמן אחסון אנרגיית איזומריזציה. עם זאת, שיעור ההמרה הגבוה של איזומריזציה של מולקולות פיראזוליל אזובנזן דורש תגובת גירוי אור מונוכרומטית, והקרנה ספקטרלית סולארית סטנדרטית יכולה לגרום לאיזומריזציה לא מלאה. לכן, הקפסולה של מולקולות פיראזוליל אזובנזן למיקרוקפסולות בעלות ביצועי סינון UV לא רק פותרת את בעיית הדליפה במהלך מעבר הפאזה של מולקולות אזובנזן פיראזוליל, אלא גם מעניקה להן ביצועים של המרת איזומריזציה גבוהה תחת אור UV רחב. לאחר 2000 פעמים של טעינה ופריקה של אנרגיה, 50 פעמים של שטיפת מים ו-50 פעמים של חיכוך, למארג אגירת האנרגיה המולקולרית של אזובנזן מבוסס פיראזול עדיין יש צפיפות יעילה של אגירת אנרגיה סולארית.
בהשוואה לשיטות בקרת טמפרטורה סביבתיות כגון חימום, אוורור ומיזוג אוויר, בדים לניהול תרמית סולארית מולקולרית יעילה ועמידה משפרים את יעילות ניצול האנרגיה, ומשתמשים באנרגיה סולארית כמקור אנרגיה כדי להקל על פליטת פחמן ובעיות זיהום הנגרמות מצריכת דלק מאובנים. הם גם מספקים דרך יעילה לבנות מארג אגירת אנרגיה סולארית המשלבת קליטת אנרגיה סולארית, המרה, אחסון ושחרור ניתן לשליטה.
סיבים מגיבים תרמית לבדי הגנה רב תכליתיים המופעלים תרמית
טקסטיל חכם עם יכולת הסתגלות תרמית ומכאנית טובה צפוי למלא תפקיד חשוב בתחומים כמו הגנת תנועה, חילוץ אש ותעופה וחלל. עם זאת, יכולת העיבוד הגרועה, הנוחות וזמן התגובה הארוך של רוב הפולימרים המסתגלים התרמיים והמכאניים הגבילו את היישומים שלהם.
לאחרונה, צוות Zhang Qinghong/Hou Chengyi של אוניברסיטת Donghua עיצב והכין באופן רציף סיב תגובה תרמית עם מבנה ליבת העור (סיבים מסחריים כמו הידרוג'ל רגיש לליבה/טמפרטורה כעור). הסיב המרוכב הראה יכולת הסתגלות מכנית מהירה, התקשות תרמית טובה ותכונות בידוד תרמי.
במחקר זה, חוקרים פתרו את בעיית הידבקות הממשק הירוד בין סיבים מסחריים והידרוג'לים המגיבים לגירוי על ידי בניית רשת עיגון קוולנטית, ובכך הצליחו לצפות את עור ההידרוג'ל באופן שווה על מגוון סיבים מסחריים, תוך מימוש ייצור מתמשך בקנה מידה גדול של סיבים מגיבים תרמיים. . שיטה זו היא אוניברסלית וישימה למגוון סיבים מסחריים. ההשפעה הסינרגטית של אינטראקציה הידרופוביה וקשר יוני מאפשרת התאמה אוטומטית של חוזק המתיחה (0.65~16 MPa) ומודול האלסטי של עור ההידרוג'ל עם שינוי הטמפרטורה. לכן, לסיב המרוכב התרמי המוכן יש את המאפיינים של רך וידידותי לעור בטמפרטורת החדר ועמיד בפני פגיעות בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, בשל השפעת ספיגת החום של הפרדת פאזות ואינטראקציה עם יונים, הסיב החכם יכול לספוג כמות מסוימת של חום בסביבה בטמפרטורה גבוהה (65 מעלות ~ 95 מעלות), להפחית את הטמפרטורה הנראית ב-18 מעלות ~ 27 מעלות, ובכך להשיג את האפקט של מניעת כוויות תרמיות. לכן, סיב אינטליגנטי זה צפוי לשמש בתחומים כמו ציוד מגן ספורט וביגוד מגן תרמי.
הכנה ספינינג רטוב והספגה בוואקום עבור
בד לא ארוג לשינוי שלב אחסון תרמי גמיש עבור בדים לבישים
דווח כי הצוות של Shi Quan, חוקר של מכון דאליאן לפיזיקה כימית, האקדמיה הסינית למדעים, Wu Zhongshuai וצ'ן יינג, פרופסור מאוניברסיטת Deakin באוסטרליה, עשו התקדמות חדשה במחקר של שלב סוג סיבים גמישים לשנות חומרים. צוות שיתוף הפעולה הכין סיבי גרפן בורון ניטריד גמיש בד לא ארוג לשינוי שלב באמצעות ספינינג רטוב והספגה בוואקום, בעל גמישות מצוינת, יכולת אחסון חום וחדירות אוויר, והוא משמש במכשירי ניהול תרמית לבישים של בני אדם.
חומרי אגירת אנרגיה לשינוי שלב יכולים לספוג ולשחרר כמות גדולה של חום סמוי לשינוי שלב בטמפרטורות קבועות יחסית, ויכולים לשמש כאמצעי אחסון אנרגיה תרמית ובקרת טמפרטורה בתחום הניהול התרמי האנושי. עם זאת, המאפיינים המובנים של חומרים מסורתיים לשינוי פאזה כגון דליפת נוזלים קלה, יכולת נשימה לקויה וקשיחות מוצקה מקשים על היישום במכשירי ניהול תרמי חכמים לבישים.
על מנת לשפר עוד יותר את חדירות הגז וצפיפות אגירת האנרגיה של מכשירי שינוי פאזה, הצוות של Shi Quan, באמצעות טכנולוגיית ההכנה של גרפן נקבובי תלת מימדי של הצוות של Wu Zhongshuai והיתרונות הייחודיים של הצוות של Chen Ying בתחום הבורון ניטריד הכנת יריעות ננו, הציעה במשותף אסטרטגיה כללית להכנת בדים לא ארוגים לשינוי שלב גמיש באנתלפיה גבוהה באמצעות ספינינג רטוב. בד לא ארוג לשינוי שלב זה מציג ערך אנטלפיה גבוה של 206.0 ג'אול לגרם, יציבות תרמית מצוינת, יכולת מחזור תרמית עם שיעור שימור אנטלפיה של 97.6 אחוזים לאחר 1000 מחזורים וחדירות אדי מים גבוהה במיוחד. , אשר עדיפה על הסרטים והסיבים של חומרי שלב המדווחים כעת.
משאבת סיבים המוטמעת בבד יכולה לחוש בשינויי טמפרטורה בעולם הוירטואלי
חוקרים מ-École Polytechnique Fédérale de Lausanne בלוזאן, שוויץ, פיתחו משאבה בצורת סיבים. ניתן לתפור משאבת סיבים זו ישירות על טקסטיל ובגדים. הוא קל משקל, חזק וניתן לכביסה. ניתן ליישם את החידוש הזה בתחומים מ-Exoskeleton ועד למציאות מדומה.
מחקר זה נערך על בסיס משאבה מדרגית שפותחה על ידי חוקרים בשנת 2019. צורת הסיבים האופטיים מאפשרת לחוקרים לייצר משאבות קלות וחזקות יותר, התואמות יותר לטכנולוגיית Wearable. על מנת להשיג את המבנה הייחודי של המשאבה, חוקרים פיתחו טכנולוגיית ייצור חדשה על ידי כריכת חוטי נחושת ופוליאוריתן סביב מוטות פלדה ואז המסתם חמה. לאחר הסרת מוט הפלדה, ניתן להשתמש בטכניקות אריגה ותפירה סטנדרטיות לשילוב סיבי 2 מ"מ לתוך הטקסטיל. משאבה מסוג זה היא בעצם צינור שיכול לייצר את הלחץ והזרימה שלו.
לעיצוב הפשוט של משאבה זו יתרונות רבים. החומרים הנדרשים זולים וקלים להשגה, וגם הרחבת תהליך הייצור קלה יחסית. בשל המתאם הישיר בין הלחץ שנוצר על ידי המשאבה לאורכה, ניתן לחתוך את הצינור בהתאם למצב היישום, ובכך לייעל את הביצועים תוך מזעור משקל. העיצוב החזק הופך אותו למתאים גם לניקוי חומרי ניקוי מסורתיים.
המחקר הראה גם את השריר המלאכותי העשוי מבד ומשאבת סיבים משובצת, אשר ניתן להשתמש בו כדי להפעיל את השלד החוץ הרך ולעזור למטופלים לנוע וללכת. המשאבה יכולה אפילו להביא ממדים חדשים לעולם המציאות המדומה על ידי הדמיית תחושת טמפרטורה. במצב זה, המשתמש לובש כפפה, והמשאבה על הכפפה מלאה בנוזל חם או קר, המאפשרת למשתמש להרגיש את שינויי הטמפרטורה בעת מגע עם האובייקט הווירטואלי.
מקור:https://www.tnc.com.cn/info/c-001001-d-3732509.html