Gốm tổng hợp giúp làm vỏ máy bay có tốc độ gấp 5 lần vận tốc âm thanh, chịu nhiệt lên đến 3.000 độ C

Gốm tổng hợp giúp làm vỏ máy bay có tốc độ gấp 5 lần vận tốc âm thanh, chịu nhiệt lên đến 3.000 độ C
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Tương lai ngành du hành trong không trung sẽ khác biệt với vật liệu này.

Công cuộc phát triển một loại vật liệu gốm có thể chịu đựng được sức nóng cực độ sẽ xóa bỏ một trong nhiều rào cản ngăn chúng ta có thể du hành với vận tốc gấp 5 lần âm thanh (supersonic - siêu thanh, vượt vận tốc âm thanh là Mach 1 ở mốc 1.235 km/h; hypersonic, thứ đang được nói tới nhanh gấp 5 lần âm thanh là Mach 5, tiếng Việt ta cần một từ diễn tả hypersonic nhưng chưa có, tạm thời tôi sẽ dùng cụm hypersonic trong bài).

Nói một cách đơn giản, khi mà phương tiện được bọc vật liệu mới này có thể chịu đựng được nhiệt độ lớn gây ra bởi lực ma sát lớn, phương tiện ấy sẽ an toàn hơn nhiều. Và hơn nữa, với tính chất chịu đựng được nhiệt độ lên tới 3.000 độ C, ta có thể sử dụng loại vật liệu nói trên vào vô vàn lĩnh vực khác nữa: quân đội, du hành vũ trụ, việc di chuyển nói chung, ...

Động cơ Pegasus đưa chiếc X-43 - phi cơ hypersonic thử nghiệm NASA - lướt trong không trung.

Động cơ Pegasus đưa chiếc X-43 - phi cơ hypersonic thử nghiệm NASA - lướt trong không trung.

Đó là kết quả đạt được của các nhà nghiên cứu tới từ Đại học Manchester kết hợp với các nhà khoa học tại Đại học Trung Nam. Vật liệu mới mà họ tạo ra giải quyết định hai vấn đề lớn nhất mà một thứ gặp phải khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, đó là sự hao mòn và sự oxy hóa.

Khi bạn đưa bất kì một kim loại nào ra tiếp xúc với nhiệt độ đủ lớn, phân tử bên trong nó sẽ rung lên và rơi dần ra, và nhất là khi chạy ở tốc độ cao. Đó là sự hao mòn. Khi kim loại tiếp xúc với oxy, nó sẽ gây ra phản ứng và thay đổi cấu trúc của phân tử, đó là sự oxy hóa.

Để một phương tiện có thể phóng trong không trung với tốc độ hypersonic, bề mặt của nó sẽ phải chịu đựng một nhiệt độ cực lớn: có thể lên tới 3.000 độ C khi phương tiện đạt tốc độ hypersonic khoảng 6.174 km/h cho tới 12.348 km/h. Với tốc độ trên, người ta sẽ đi từ London tới New York chỉ trong 2 tiếng đồng hồ tính cả thời gian ngồi chờ và làm thủ tục, hiện tại chuyến bay này có thời gian trên không là gần 8 tiếng.

Nó sẽ cách mạng hóa cách người ta di chuyển, khi và chỉ khi nó có thật. Nhiều nhà nghiên cứu lạc quan cho rằng ta sẽ đạt được giới hạn này trong vòng thập kỷ tới.

Tàu hypersonic thử nghiệm NASA X-43 của NASA với vận tốc Mach 7.

Tàu hypersonic thử nghiệm NASA X-43 của NASA với vận tốc Mach 7.

Tuy nhiên, trở ngại về nhiệt độ chỉ là một trong nhiều vấn đề mà việc đi lại bằng vận tốc hypersonic gặp phải. Hiện nay, câu trả lời cho vấn đề nhiệt độ là một loại vật liệu gốm chịu nhiệt độ cực cao UHTC – một thứ vật liệu không phải kim loại có thể ổn định được ở nhiệt độ trên 2.000 độ C. Một trong những vật liệu UHTC thường được dùng để bọc đầu khoan, các phần nóng của động cơ và bọc trên các phương tiện siêu thanh là zirconium carbide (ZrC).

Một ứng cử viên sáng giá khác để bọc lên phương tiện chạy với vận tốc cao là zirconium diboride (ZrB2), không chỉ có khả năng chống oxy hóa tại nhiệt độ 1.500 độ C mà còn có độ đặc thấp và giá thành khá rẻ. Tuy nhiên, nguyên tố Bo trong ZrBo2 lại rất dễ bị bào mòn khi các nguyên tử Bo bị oxy hóa. Nếu như một mảnh vật chất này bị bong ra, toàn bộ cấu trúc sẽ gặp nguy hiểm.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học tìm ra một thứ vật liệu đầy hứa hẹn hơn, dưới dạng một loại gốm cacbua (có thêm thành phần carbon cho rắn chắc), có thể chống chịu được nhiệt lượng kinh hoàng mà vận tốc hypersonic gây nên.

Những vật chất UHTC hiện tại để sử dụng trong các môi trường cực đoan rất ít và rất đáng để bỏ công sức đầu tư nghiên cứu, tìm ra một loại gốm tiềm năng khác với khả năng chống chịu sự ăn mòn và việc oxy hóa”, chỉ đạo nghiên cứu Ping Xiao từ Đại học Manchester cho hay.

Liệu thế hệ sau này có được ngồi trên những chiếc phi cơ hypersonic?

Liệu thế hệ sau này có được ngồi trên những chiếc phi cơ hypersonic?

Vật liệu mới này được làm từ zircon, titan, carbon và bo, được tổng hợp thành một hợp chất carbon bằng một phương pháp chế tạo riêng biệt. Nó vừa có tính chất của một vật liệu gốm chống chịu nhiệt độ cao, lại vừa có hàm lượng bo thấp để giảm thiểu khả năng bị bào mòn, trong khi đó cấu trúc carbon lại tránh được việc vật liệu sẽ shock nhiệt, vỡ tan tàn hành nhiều mảnh.

Tuy nhiên, ta chưa mơ tới được một cái máy bay hypersonic để đi từ Hà Nội vào thành phố Hồ Chí Minh một cách nhanh chóng đâu. Có lẽ vật liệu này sẽ được áp dụng vào lĩnh vực quân sự và các hệ thống thăm dò vũ trụ trước, ta sẽ còn phải đợi dài.

Nhưng cứ nhớ trong thâm tâm rằng, công nghệ này có thật, tồn tại và nếu ta không được hưởng nó, con cháu chúng ta sẽ được phóng trong không trung với vận tốc có thể lên cả chục ngàn kilomet trên giờ - du hành với vận tốc hypersonic là hoàn toàn khả thi.

Nghiên cứu này đã được đăng tải trên Nature.

Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng

tinybook tinybook 3 tháng 11 giờ
Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng
Chiếc đĩa bí ẩn này thực chất là gì? Nếu biết, bạn sẽ hết sức bất ngờ đấy.

Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?

tinybook tinybook 3 tháng 12 giờ
Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?
Bên cạnh chống lũ, việc sống chung với lũ cũng là một trong những phương án nhiều nước áp dụng ngày nay. Điểm thiết yếu của chính sách này là phải xây dựng được những ngôi nhà chống lũ cho người dân.

2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh

tinybook tinybook 3 tháng 1 ngày
2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh
Nhìn vào để thấy sự thay đổi chóng mặt của đô thị hóa.

Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo

tinybook tinybook 3 tháng 1 ngày
Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo
Dù tạo ra một đôi giày thoải mái từ lốp xe hơi cũ nghe có vẻ phi thực tế, nhưng theo những gì Chitukutuku đang làm, quy trình này có vẻ khá đơn giản, chỉ mất chưa đầy 1 tiếng đồng hồ.

Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời

tinybook tinybook 3 tháng 1 ngày
Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời
Dự kiến, hai điểm đến tiếp theo của những hệ thống tàu này là Việt Nam và Cộng hoà Dominica.

Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru

tinybook tinybook 3 tháng 1 ngày
Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru
Theo đó, các nhà khảo cổ học đã bất ngờ phát hiện hình vẽ con mèo khổng lồ này khi đang cải tạo lối đi để du khách có thể dễ tới chiêm ngưỡng những bức hình khổng lồ tạo nên Nazca Lines bí ẩn và nổi tiếng.

Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi

tinybook tinybook 3 tháng 1 ngày
Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi
Có một xu hướng đáng ngại đang tồn tại dưới đáy đại dương, và khoa học đang tích cực tìm hiểu thêm.

Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối

tinybook tinybook 3 tháng 1 ngày
Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối
Nhiều khả năng đội nghiên cứu đưa nhận định cũ sẽ tính toán lại để tranh cãi bằng được rằng mình đúng. Chúng ta cùng "lót dép" chờ xem.

Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang

tinybook tinybook 3 tháng 2 ngày
Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang
Gấu nước vẫn chưa thôi làm chúng ta bất ngờ.

7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy

tinybook tinybook 3 tháng 2 ngày
7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy
Hãy thử xem mình có phải là "của hiếm" của thế giới hay không nhé.

Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập

tinybook tinybook 3 tháng 2 ngày
Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập
Theo kết luận của giáo sư, tỉ lệ sống trong giả lập của chúng ta lên tới 50%.

6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi

tinybook tinybook 3 tháng 2 ngày
6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi
Deja vu đến nay vẫn là một hiện tượng khoa học chưa thể giải thích. Dẫu vậy, nó vẫn mang đến những ý nghĩa nhất định.

Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy

tinybook tinybook 3 tháng 2 ngày
Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy
Một hang động bị đóng kín suốt 5,5 triệu năm, chỉ được tìm ra từ cách đây hơn 30 năm và đến nay mới chỉ có chưa đến 100 người được phép xuống thám hiểm.

Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?

tinybook tinybook 3 tháng 3 ngày
Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?
Nghìn lẻ một đêm là bộ sưu tập các truyện dân gian Trung Đông và Nam Á được biên soạn bằng tiếng Ả Rập trong thời đại hoàng kim Hồi giáo.

Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ

tinybook tinybook 3 tháng 3 ngày
Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ
Sự kiện Dust Bowl nổi bật với hiện tượng rất nhiều cơn bão và lốc hoành hành ở các đồng cỏ tại khu vực Bắc Mỹ và gây ra nhiều thiệt hại kinh khủng.

Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA

tinybook tinybook 3 tháng 3 ngày
Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA
NASA đã sử dụng quá trình chuyển hóa dữ liệu thành âm thanh để đem tới cách nhận thức về vũ trụ theo một cách hoàn toàn mới, đó là hé “âm thanh” của Dải Ngân hà.

Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau

tinybook tinybook 3 tháng 3 ngày
Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau
"Bão Facebook" đang là từ khoá hot trong thời gian gần đây trong cộng đồng thương mại điện tử và những doanh nghiệp nào có Facebook là kênh quảng cáo, khi bỗng dưng một ngày nhận được thông báo "tài khoản quảng cáo bị vô hiệu hoá", dù không vi phạm hoặc nhận được bất kỳ cảnh báo nào.

Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?

tinybook tinybook 3 tháng 3 ngày
Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?
Hiệu ứng Domino có thể tạo ra lớp mảnh vỡ không thể xuyên thủng, giam giữ chúng ta trên Trái đất vĩnh viễn.

10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa

tinybook tinybook 3 tháng 3 ngày
10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa
Trong quá trình dọn dẹp và chăm sóc nhà cửa, chúng ta thường mắc phải những sai lầm không chỉ gây hại cho những đồ vật xung quanh mà còn cho chính bản thân chúng ta.

Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện

tinybook tinybook 3 tháng 4 ngày
Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện
Lấy được mẫu đá từ hai cực của Mặt Trăng, ta sẽ biết rõ khẳng định này là đúng hay sai.

Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc

tinybook tinybook 3 tháng 4 ngày
Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc
Toàn bộ hệ thống chỉ nặng 7kg.

Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim 'máy bay phản lực' lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu

tinybook tinybook 3 tháng 4 ngày
Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim máy bay phản lực lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu
Bay hơn 12.000km từ Alaska đến New Zealand trong 11 ngày không ngừng nghỉ, một con chim choắt mỏ thẳng đuôi vằn xác lập một kỷ lục vô tiền khoáng hậu trong thế giới động vật.

Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng

tinybook tinybook 3 tháng 5 ngày
Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng
"Trạng thái siêu dẫn" vẫn là mục tiêu của khoa học vật chất suốt nhiều thập kỷ nay, và chúng ta đã đi được nửa chặng đường với đột phá mới.

Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục

tinybook tinybook 3 tháng 6 ngày
Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục
Núi lửa là một vết đứt gãy trên lớp vỏ của một hành tinh, như là Trái Đất cho phép dung nham, tro núi lửa, và khí thoát ra từ một lò magma ở dưới bề mặt.

Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s

tinybook tinybook 3 tháng 6 ngày
Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s
Trên lý thuyết, âm thanh truyền qua vật liệu hydro kim loại (mới chỉ tồn tại trên lý thuyết) sẽ có tốc độ cao nhất, gần với mốc 36 km/s.

4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ

tinybook tinybook 3 tháng 6 ngày
4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ
Với hàng loạt ưu đãi độc quyền hấp dẫn, cam kết xuất xứ và chính sách hậu mãi “sang xịn”, sự bùng nổ đơn hàng công nghệ trong những Lễ Hội mua sắm đã và đang chứng tỏ vị thế của hệ thống gian hàng chính hãng trên TMĐT trong lòng fan công nghệ.

Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19

tinybook tinybook 3 tháng 6 ngày
Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19
Mất khứu giác và vị giác là một trong những triệu chứng do coronavirus được báo cáo phổ biến nhất, và cũng là một trong những dấu hiệu rõ ràng nhất về sự hiện diện của virus SARS-CoV-2.

Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo

tinybook tinybook 3 tháng 1 tuần
Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo
Nghiên cứu mới chỉ ra rằng với một dàn 400 vệ tinh lượng tử, ta sẽ "dễ dàng" có được internet lượng tử toàn cầu.

6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục 'càng sớm càng tốt'

tinybook tinybook 3 tháng 1 tuần
6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục càng sớm càng tốt
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết các ngôi nhà không tuân theo các biện pháp an toàn được khuyến nghị để ngăn ngừa điện giật và hỏa hoạn, tuy nhiên một số dấu hiệu dễ nhận thấy có thể giúp tìm ra vấn đề trước khi mọi thứ vượt khỏi tầm tay.

Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào

tinybook tinybook 3 tháng 1 tuần
Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào
Gần 30% giá trị trạm gốc 5G của Huawei thuộc về các linh kiện Mỹ, hầu hết trong số đó là các con chip tối quan trọng cho việc xử lý tín hiệu radio, điều khiển nguồn năng lượng cũng như chip nhớ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat