Kas yra chameleono danga?

Chameleoninė danga – tai įvairioms gamybinėms prekėms padengtas paviršinis sluoksnis, pasižymintis prisitaikančiomis savybėmis. Paprastai jis sudarytas iš medžiagų, sukurtų nanotechnologijos mastu maždaug atskirų atomų ar mažų molekulių dydžio. Dangos sukurtos taip, kad pasižymėtų tokiomis savybėmis, kaip gebėjimas keisti paviršiaus tekstūrą arba dinamiškai reaguoti į drėgmę, ekstremalias temperatūras ar vakuuminę aplinką, pvz., daugkartinio naudojimo raketų nešančiųjų raketų dangoms. Dažnai naudojamos kompozicinės dangos, sudarytos iš kelių skirtingų medžiagų sluoksnių dangoje, kad būtų galima savaime sutepti ir turėti žemesnę nei įprasta lydymosi temperatūrą.

Pirmieji nano mastelio dėvėjimąsi kontroliuojančių dangų tipai buvo pagrįsti volframo elementu, nes jis yra labai plačiai naudojamas metalas gaminant didelio įtempimo metalo dalis. Buvo tiriami tokie junginiai kaip WC, volframas, sujungtas su deimantų pavidalo anglimi (DLC) ir volframo disulfidas, WS2. Metalai, tokie kaip volframas ir itris, dažnai yra chameleono dangos dalis, nes jų tepimo kokybę užtikrina sausi tepalai, kurie yra anglies, sieros ar kitų nanodalelių pavidalu, kurios palankiai sąveikauja su jais. Auksas ir sidabras yra kiti dažnai naudojami metaliniai elementai, nes jie gali atlaikyti aukšto lygio temperatūros gradientą, kai įterpti į matricos struktūrą gali pasižymėti tepimo savybėmis. Grafitinė anglis taip pat įtraukta į kai kurias formules kaip naudingas slydimo paviršius esant vandeniui arba esant didelei drėgmei.

2004 m. antrosios kartos chameleono dangos pavyzdys yra itriu stabilizuotas cirkonis (YSZ), tam tikra keramikos forma, įterpta į aukso tinklelį panašią struktūrą, apimančią molibdeno disulfido, MoS2 ir nanodaleles. į deimantą panaši anglis. Ši chameleono dangos kompozicija gali ištverti slydimo trinties ciklus, kurių skaičius yra 10,000 932 ar daugiau pakartojimų, ir net iki 1,112°–500° Farenheito (600°–XNUMX° Celsijaus) temperatūrą. Tai sukėlė įvairių aviacijos ir kosmoso pramonės gamybos įmonių susidomėjimą. Tokios chameleoninės dangos sukurtos taip, kad pasižymėtų tribologinėmis savybėmis, kur tribologija reiškia dangos gebėjimą atsispirti trinčiai, nusidėvėjimui ir taip pat turėti savaiminio tepimo aspektus.

Pagrindinis bet kokios chameleono dangos aspektas yra tai, kad jos sudėtis turi grįžtamąją morfologiją. Danga turi turėti galimybę pakeisti savo trintį ir nusidėvėjimą, reaguodama į sąlygas, o tada grįžti į latentinę būseną be cheminio skilimo. Arenos, kuriose tai svarbu, apima konstrukcinių ir aerodinaminių elementų, skirtų hipergarsinėms transporto priemonėms, kurios patiria didelį fizinį krūvį dideliame aukštyje ir dideliu greičiu, kūrimą.

Chameleono danga sukurta taip, kad pasikeistų labai įvairios medžiagos savybės – nuo ​​vienos trilijonosios metro dalies iki dešimtosios milimetro (0.0000000001 iki 0.0001 metro). 2011 m. kovo mėn. JAV armijos atliktais tyrimais buvo sukurta chameleono danga, sudaryta iš nitrido junginių, sidabro ir MoS2, kuri pasiekė pasaulio patvarumo rekordą. Medžiaga buvo apdorojama daugiau nei 300,000 1,292 kartų per temperatūros diapazoną nuo kambario temperatūros iki 700 XNUMX ° Farenheito (XNUMX ° Celsijaus) be jokio pastebimo medžiagos savybių pablogėjimo.