Аэрозольное покрытие из углеродных нанотрубок и керамики — защита военной техники от поражения лазерным оружием

Аэрозольное покрытие из углеродных нанотрубок и керамики - защита военной техники от поражения лазерным оружием
Исследователи из Государственного института эталонов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) и института Канзаса (Kansas State University) показали новый аэрозольный состав на базе консистенции углеродных нанотрубок и специальной керамики, покрытие которым позволяет отлично всасывать свет лазеров, в том числе и боевых. Такие покрытия, которые способны всасывать огромную часть энергии луча лазера не разрушаясь при всем этом и не позволяя разрушаться защищаемому ими предмету, являются не только лишь действенным средством защиты от боевых лазеров, они также употребляются для защиты датчиков, измеряющих энергию излучения лазеров, применяемых военными для дистанционного подрыва неразорвавшихся боеприпасов и взрывных устройств.

Основой нового аэрозольного материала является материал, разработанный исследователями NIST для защиты датчиков оптической энергии, которые уже на данный момент употребляются в разных отраслях индустрии. "У нас вышел просто превосходный новый защитный материал" — ведает Джон Леман (John Lehman), исследователь из института NIST, — "Он совмещает все положительные оптические, термические и электронные характеристики углеродных нанотрубок с надежностью и прочностью высокотемпературной керамики".

Новый аэрозольный материал состоит из многостенных углеродных нанотрубок, нескольких нанотрубок различного поперечника, находящихся снутри друг дружку, и глиняного материала, состоящего из кремния, бора, углерода и азота. Присутствие бора в составе керамики позволяет поднять температуру, при которой этот материал начинает расплавляться и ломаться.

Для получения нового состава ученые смешали нанотрубки с толуолом, водянистым органическим материалом, потом в эту смесь капле за каплей при неизменном смешивании добавляют полимерный материал, нагретый до температуры 1100 градусов по Цельсию, в каком содержится бор и другие вещества, нужные для получения высокотемпературной керамики. Приобретенный состав греется до высочайшей температуры, растворитель испаряется, а приобретенный осадок перемалывают в тончайший порошок, который опять смешивается с растворителем на базе толуола.

Исследователи, используя обыденный краскопульт, нанесли узкий слой материала на поверхность меди и после высыхания сфокусировали на поверхности материала луч длинноволнового инфракрасного лазера, лазера, который употребляется для резки металла и других жестких материалов. Анализ собранных данных показал, что покрытие удачно впитало 97.5 процентов энергии луча лазера и без разрушения выдержало уровень энергии в 15 КВт на квадратный сантиметр поверхности. Такие характеристики ровно вдвое выше характеристик, демонстрируемых другими материалами на базе незапятнанных нанотрубок и углеродосодержащих покрытий, разрабатываемых для защиты от лазерного света.

Нанотрубки и другие углеродные материалы, наподобие графена, однородно поглощают свет и передают тепло в окрестные области, снижая температуру в точке контакта с лучом лазера. Глиняние высокотемпературные соединения, стойкие к окислению, обеспечивают защитному покрытию высшую механическую крепкость и стойкость по отношению к разрушениям от высочайшей температуры. Следует увидеть, что новый материал отличается высочайшей адгезионной способностью, что позволяет наносить его на поверхности из различных материалов. Кроме этого процесс производства защитного материала довольно прост и его без особенных затруднений можно делать в огромных количествах.

Используя электрический микроскоп ученые более кропотливо изучили место контакта защитного покрытия с лучом лазера. Эти исследования проявили полное отсутствие главных видов разрушения материала, таких как горение и деформация. Едва в нескольких малеханьких местах, где концентрация нанотрубок была мала, глиняний материал расплавился, превратившись в размеренный диоксид кремния, кварцевое стекло, которое, все же, продолжало делать защитную роль.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 46 | 0,217 сек. | 17.13 МБ