Китайские ученые изобрели материал, который не плавится при 2600 градусах

Исследователи из Университета Цинхуа разработали инновационный изоляционный материал на основе сверхвыровненных углеродных нанотрубок (SACNT-SF), способный выдерживать температуру до 2600°C. Материал демонстрирует теплопроводность всего 0,004 Вт/мК при комнатной температуре и 0,03 Вт/мК при 2600°C, что значительно превосходит характеристики графитового войлока (1,6 Вт/мК при аналогичных условиях).

Технология производства включает выращивание вертикальных массивов углеродных нанотрубок с последующим вытягиванием тонких листов, которые затем складываются или наматываются слоями. Получаемая структура эффективно блокирует все три механизма теплопередачи: кондукцию, конвекцию и излучение.

Особенность материала заключается в его микроструктуре. Нанотрубки диаметром 10-20 нм создают пористую среду, где теплопроводность ограничена из-за малого количества материала для распространения фононов. Поры настолько малы, что молекулы газа не могут свободно перемещаться (эффект Кнудсена). Электронная структура нанотрубок (сингулярности ван Хове) обеспечивает эффективное поглощение и рассеивание инфракрасного излучения.

Материал сохраняет стабильность после 310 термических циклов от комнатной температуры до 2000°C с потерей эффективности всего 5%. Его плотность составляет 5-100 кг/м³, что делает его сверхлёгким. SACNT-SF также отличается гибкостью и может принимать форму неровных поверхностей.

Технология позволяет производить листы шириной до 550 мм и длиной в сотни метров, что открывает возможности для промышленного применения. Исследователи планируют разработать защитные покрытия для предотвращения окисления материала при эксплуатации на открытом воздухе.

Потенциальные области применения включают аэрокосмическую промышленность (космические аппараты, гиперзвуковые самолёты, реактивные двигатели), энергетику (термоядерные реакторы, атомные электростанции), металлургию (печи, горны) и электронику, где требуются компактные и лёгкие теплоизоляционные решения.

Источник: Interestingeng Iineering