Ultralekkie gazary – czy zrewolucjonizują przemysł kosmiczny?
Ultralekkie, wytrzymałe, pochłaniające dźwięki, energię, tłumiące drgania, dobrze przenoszące wyższe temperatury – takie są gazary. Te nowe materiały, nad którymi w Polsce pracują naukowcy na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, są pożądane m.in. w przemyśle kosmicznym. Mogą przyczynić się do ochrony naszej planety przed zmianami klimatycznymi.
Gazary, nazywane inaczej strukturami typu lotos (lotus), czy DioPoMat-ami to nowe materiały, zawierające różnorodne substancje, na pozór trudne do pogodzenia - np. metal i ceramikę z gazem. - W naszym przypadku jest to magnez z wodorem. To zdumiewające materiały, które mogą zawierać nawet do 70 proc. objętości wodoru – tłumaczy twórca gazarów z AGH w Krakowie prof. Jerzy J. Sobczak. I dodaje, że wodór jest najczęściej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie, który w trzech czwartych składa się z tego pierwiastka. Wraz z helem stanowią one 99 proc. widzialnej materii.
Jak wygląda proces wytwarzania gazarów? - Na tym etapie dość niebezpiecznie – odpowiada naukowiec. - Wymaga to wtłoczenia wodoru - palnego gazu - do ciekłego metalu w wysokiej temperaturze. Współczesna technologia pozwala robić to w sposób bezpieczny, z wykorzystaniem mieszaniny także innych gazów, mniej wybuchowych - wyjaśnia prof. Sobczak. W trakcie krzepnięcia powoli pozwala się tej ilości gazu wydzielać w sposób kontrolowany, np. jako niewielkiej średnicy przelotowych kapilarów bądź malutkich pęcherzyków.
- I te kapilary rosną w taki sposób i tam, gdzie my chcemy, w związku z czym tworzy się taka przestrzenna siateczka obok siebie położonych kanalików czy innych kształtów porów, a ich rozkład w strukturze metalu jest sterowalny - tłumaczy profesor. Do stosowania tej technologii wymagane są specjalne atestowane urządzenia.
Gazary mogą być stosowane jako lekkie materiały konstrukcyjne, absorbenty promieniowania czy energii uderzenia, rozpylacze/mieszalniki paliwa bądź radiatory a nawet jako implanty w medycynie, czy inne „części zamienne” dla człowieka. Obecnie znajdują zastosowanie jako filtry w przemyśle chemicznym, filtry do insuliny w medycynie, części rakiet i silników odrzutowych.
Czytaj: Naukowcy po raz pierwszy odkryli planetę w innej galaktyce
Zastosowaniem gazarów, m.in. do budowy części kadłubów pozaziemskich pojazdów i podzespołów silników rakietowych, jest zainteresowany przemysł kosmiczny. Dlaczego? - Po pierwsze, są lekkie, po drugie – wystarczająco wytrzymałe, po trzecie, jeżeli są na bazie ceramiki, to są bardzo odporne na wysokie temperatury - tłumaczy prof. Sobczak.
Na potrzebę produkcji większej ilości gazarów, w tym tzw. gazarów hybrydowych, zawierających wstawki innych materiałów monolitycznych oraz wysokoporowatych i ultralekkich, zwracała uwagę Europejska Agencja Kosmiczna, z którą zespół prof. Sobczaka w przeszłości współpracował. - Potrzebujemy takich materiałów konstrukcyjnych, które będą traktowane kompleksowo. Nie tylko, aby służyły w kosmosie, ale żeby przy powrocie na Ziemię, czasem niespodziewanym, czasem awaryjnym, nie wywoływały więcej jeszcze szkód prowadzących do zmian klimatycznych - podkreśla twórca gazarów z AGH.
Opracowane przez zespół prof. Sobczaka mobilne stanowisko do badań właściwości ciekłych metali, stopów, szkieł, żużli i innych substancji w szerokim zakresie temperatury topnienia otrzymało Złoty Medal Targów ITM Industry Europe 2021 w Poznaniu w kategorii „Nauka dla Gospodarki”. Rozwiązanie zostało opracowane przy współpracy z firmą MeasLine sp. z o.o. oraz Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego PAN w Krakowie.
Prace nad gazarami po raz pierwszy przeprowadzono w latach 70. XX wieku na Ukrainie. Od początku lat 90. są one intensyfikowane w innych ośrodkach na świecie, w tym w USA, Niemczech, Japonii i w Chinach, gdzie pracuje się nad lepszym i szerszym praktycznym wykorzystaniem tych materiałów.
Najnowsze
Tak Marta Nawrocka zaprezentowała się na Święto Wojska Polskiego. Pierwsza dama postawiła na militarny akcent
MSZ przekazało najnowsze informacje po tragedii na Węgrzech. Stan 10 osób jest bardzo poważny
Po tragedii polskiego autokaru na Węgrzech minister infrastruktury zlecił wzmożone kontrole przewoźników