Vahvuuden Löytäminen Oceanin Kauimpana Syvyydelle

{h1}

Jotta selviytyisivät syvänmeren murskautumisvyöhykkeisiin, uudet tutkimusalusmaalit sisältävät lasipolymeerisuper-vaahtoja, jotka ovat vahvoja ja kevyitä, mutta vettä läpäisemättömiä.

Nikhil Gupta on apulaisprofessori ja Steven Zeltmann on jatko - opiskelija Komposiittimateriaalien ja mekaniikan laboratorio New Yorkin teknillisen korkeakoulun mekaniikan ja ilmailutekniikan osastosta. Tekijät auttoivat tätä artikkelia WordsSideKick.com's: iin Asiantuntijat: Op-Ed & Insights.

Malaysian Airlines Flight 370: n lennonrekisteröintilaitteesta mahdollisesti saamat radiosignaalit merkitsivät ilma-aluksen ja sen matkustajien etsimisen uuden vaiheen alkua. Kun signaalit nousivat, tutkimus laajeni kattamaan merenpohjan etsimisen lentokoneen havaitsemiseksi ja lohkolaitoksen talteen ottamiseksi.

Mustalaatikon sijainnin arvioidaan olevan noin 15 000 jalkaa (4,6 kilometriä) merenpinnan alapuolella. Paine tällaisissa syvyyksissä meressä on noin 455 kertaa ilmakehän paine merenpinnalla. Titanicin jäänteet sijaitsevat syvyyssuunnassa 12,500 jalkaa (3,8 kilometriä), jonka paine on noin 380 atm. Muut 2,500 jalat lisäävät paineita 75 atm. Lisäksi lämpötila on vain 34-40 astetta Fahrenheit (1-4 celsiusastetta) tällaisissa syvyyksissä.

Suunnittelu ajoneuvojen etsimiseksi tällaisissa syvyyksissä on suuri haaste. Syvänmeren etsintäkoneen on oltava riittävän kevyitä kelluvuuteen, mutta sen on oltava riittävän voimakas kestämään suurta painetta ilman implantointia.

Sekä humaanikäyttöisiä ajoneuvoja (HOV) että kauko-ohjattavia ajoneuvoja on rakennettu oceanografisiin tutkimuksiin, aarteenetsintään sekä talteenotto- ja pelastustoimiin. Kuuluisa esimerkki HOV: stä on veneet, jotka on rakennettu tunnetulle tutkimusmatkailijalle ja elokuvajohtajalle James Cameroonin sooloalukselle meren syvimmälle osalle Mariana Trench. Hänen veneensä rakenne, kuten useimmat samankaltaiset ajoneuvot, koostui pääasiassa uudesta materiaalista nimeltä "syntaktinen vaahto". [Into the Deep: James Cameronin Mariana Trench Dive (Infographic)]

Polymeerivaahdot ovat kevyitä, huokoisia materiaaleja, jotka koostuvat ilmatiiviistä huokosista polymeerimateriaaleissa. Mutta niiden kevyessä painossa on kaksi suurta haittaa: vähäinen lujuus ja suuri veden imeytyminen, jotka molemmat ovat erittäin toivottuja syvänmeren etsinnässä.

3-D-tietokoneen malli, jossa on onttoja hiukkasia polymeerin sisällä. Insinöörit tekivät polymeerin läpinäkyväksi paljastaakseen paremmin, miten ontto lasipartikkelit ovat hajaantuneet materiaaliin.

3-D-tietokoneen malli, jossa on onttoja hiukkasia polymeerin sisällä. Insinöörit tekivät polymeerin läpinäkyväksi paljastaakseen paremmin, miten ontto lasipartikkelit ovat hajaantuneet materiaaliin.

Luotto: Nikhil Gupta, NYU Poly

Syvämeren paine ei olisi vain tavallinen vaahto, vaan vesi voi helposti päästä tällaisiin vaahtoihin (kuten sienellä), mikä aiheuttaa aluksen uppoamisen. Syntaktiset vaahdot käyttävät pieniä onttoja hiukkasia hajoamaan ilmaa polymeeristä ja muodostamaan kevyt vaahto. Onttojen hiukkasten käyttö antaa etuna sellaisten huokosten, jotka eivät liity toisiinsa. Vaikka tällaiset vaahdot vaurioituisivat, ne eivät silti absorboi mitään merkittävää nestemäärää, koska huokoset eivät ole yhteydessä toisiinsa. Ontot hiukkaset ovat yleensä lasista valmistettuja ja niiden läpimitta on 4 tuhannes tuhannesosa tuumasta 4 tuhannesosaan (0,01 - 0,1 millimetriä) - 1 - 10 kertaa ihmisen hiusten halkaisija. Pienen lasikuoren sisältämän ilman sulkeminen tekee temppua materiaalin kevyestä pitämisestä samalla, kun se on riittävän vahva kestämään näitä suuria paineita.

Syntaktisen vaahdon rakenne voidaan visualisoida 3-D-tietokonemallilla. Tutkijat analysoivat tietokoneen malleja käyttäen nykyaikaisia ​​tekniikoita, kuten äärellisiä elementtimenetelmiä, joiden avulla määritetään koostumukset, jotka toimivat parhaiten syvänmeren etsinnässä olevien korkeiden puristusvoimien alla. Jotkut lupaavista koostumuksista valmistetaan ja testataan kokeellisesti sen varmistamiseksi, että syntaktiset vaahdot ovat ominaisuuksia, joita analyysit ovat ehdottaneet.

Jos olet ajankohtainen asiantuntija - tutkija, yritysjohtaja, kirjailija tai innovaattori - ja haluaa osallistua op-ed pala, lähetä meille sähköpostia täällä.

Jos olet ajankohtainen asiantuntija - tutkija, yritysjohtaja, kirjailija tai innovaattori - ja haluaa osallistua op-ed pala, lähetä meille sähköpostia täällä.

Kun katsotaan elektronimikroskoopilla, materiaali näyttää tiukalta tukevalta joukolta pieniä palloja. Koska kaikki ilmataskut, huokoset, ympäröivät lasi, vesi ei pääse niihin. Tämä tarkoittaa, että materiaalia voidaan käyttää vedenalaisena pitkiä aikoja ilman, että se hajoaa ja uppoaa. Onton hiukkasten lisääminen tekee myös syntaktisista vaahdoista enemmän lämpöstabiileja - ne eivät kutistu niin paljon kuin polymeerivaahdot, kun lämpötila laskee.

Tutkijat yrittävät jatkuvasti kehittää uusia syntaktisia vaahtoja, jotka ovat kevyempiä ja vahvempia parantamaan hyötykuorman kapasiteettia. Laboratoriossamme olemme kehittäneet uusia menetelmiä syntaktisten vaahtojen tiheyden, voimakkuuden ja lämpölaajenemiskäyttäytymisen räätälöimiseksi. Tällaiset menetelmät voivat tuottaa vaahtoja, jotka tarjoavat suurta suorituskykyä syvänmeren etsimisen haastavissa ympäristöissä. Kehittyvien hiukkasten, kuten piikarbidin ja alumiinioksidin, hiukkasten kehittyminen lasin sijaan ja synteettisten vaahtojen vahvistaminen kuitujen kanssa voivat auttaa parantamaan niiden suorituskykyä.

Seuraa kaikkia asiantuntijaryhmiä koskevia kysymyksiä ja keskusteluja - ja ota osa keskustelua Facebook, Viserrys ja Google +. Näkemykset ovat tekijän näkemyksiä, eivät välttämättä vastaa julkaisijan näkemyksiä. Artikkelin tämä versio julkaistiin alun perin WordsSideKick.com -sivustolla.


Video Täydentää: .




Tutkimus


Navy'S Secret Rakentaa Stealth Ship (Op-Ed)
Navy'S Secret Rakentaa Stealth Ship (Op-Ed)

Lies Vie Pidempään Kuin Totuudet
Lies Vie Pidempään Kuin Totuudet

Tiede Uutiset


Nainen 90-Punta Muokattu Täysi-Ikäinen Kasvain Poistettiin Kirurgisesti
Nainen 90-Punta Muokattu Täysi-Ikäinen Kasvain Poistettiin Kirurgisesti

Otsonreikä Kutistuu Ennätykseksi
Otsonreikä Kutistuu Ennätykseksi

Äskettäin Löydetyt Virukset Elivät Puolessa Maailman Väestöstä
Äskettäin Löydetyt Virukset Elivät Puolessa Maailman Väestöstä

Kadonneen Keskiajan Kaupunki Löydettiin Kambodžalaisen Viidakon Alla
Kadonneen Keskiajan Kaupunki Löydettiin Kambodžalaisen Viidakon Alla

Salaperäiset
Salaperäiset "Man-Eating" Reiät Näkyvät Hiekkadyyneissä


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com