Российские исследователи вместе с Siemens используют углеродные наночастицы, чтобы оптимизировать материалы.
Они добавляют фуллерены - шарообразные молекулы, включающие 60 атомов углерода - к алюминию, чтобы получить новый материал, который примерно в три раза более твердый, чем обычные соединения, такой же плотности. Такой материал нужен для улучшения работы компрессоров, турбокомпрессоров и двигателей.
Фуллерен имеет высокую механическую стабильность при низкой плотности. Алюминий и C60 - в атмосфере аргона превращаются в крошечные зерна диаметром только нескольких миллимикронов, или миллионных долей миллиметра. Эти два вещества взаимодействуют друг с другом и образуют новый материал. Специальные мельницы измельчают алюминий в сверхтонкий порошок, который составляет основу нового материала. Достаточно приблизительно одного процента фуллерена, чтобы материал стал достаточно твердым.
Siemens видит большое количество применений для твердого алюминия. Турбины с более легкими роторами могут иметь более высокие скорости и сделать компрессоры или двигатели более эффективными. Можно было покрыть кабели суперпроводящим материалом, чтобы улучшить их стабильность. При этом, они смогли бы проводить более сильный ток, который в свою очередь сделает устройства, например, сканеры магнитно-резонансной томографии, более мощными. Поскольку фуллерены незначительно влияют на электрическую проводимость алюминия, алюминиевые электрические кабели могут быть сделаны более тонкими, чтобы сэкономить материал.
В другом проекте, исследователи Siemens улучшили термоэлектрические материалы. Эти материалы производят электроэнергию при перепаде температур, таким образом излишная высокая температура устройств преобразуется в электричество. Вместе с Технологическим Институтом сверхтвердых и новых углеродных материалов в Троицке, они улучшили работу термоэлектрических материалов на 20 процентов. Фуллерены ограничивают тепловую проводимость и таким образом удерживают более высокую температуру, которая преобразуется в материале. Исследователи ожидают получить приблизительно 50 ватт энергии от температурного перепада в 100 градусов с поверхностной области 100 квадратных сантиметров. |
