ความก้าวหน้าเทคโนโลยีวัสดุศาสตร์สู่ยุคใหม่ของพื้นผิวอวกาศยาน นักวิจัยชาวออสเตรเลียได้สร้างวัสดุที่มีความเสถียรทางความร้อนมากที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา โดยใช้ชื่อวัสดุนี้ว่า “Zero Thermal Expansion” หรือ “ZTE” สำหรับ ZTE นี้ทำจากวัสดุผสม สแกนเดียม อลูมิเนียม ทังสเตน และออกซิเจน เมื่อนำมาทำการทดสอบพบว่า ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 4 ถึง 1,400 °K (-269 ถึง 1126 °C, -452 ถึง 2059 °F) วัสดุไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางปริมาตร (หดหรือขยายตัว) ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพให้กับฉนวนกันความร้อน หรือพื้นผิวของอวกาศยานในอนาคต
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ (UNSW) กล่าวว่า จากการทดลองพบว่า ช่วงอุณหภูมิการทนต่อความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่กว้างกว่าวัสดุอื่นๆ ทำให้ ZTE เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพมากสำหรับอุปกรณ์ที่จะต้องทำงานอยู่ในสภาพแวดล้อมทางความร้อนและเย็นที่แตกต่างกันอย่างมาก ยกตัวอย่างกับวัสดุที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ เครื่องบินลาดตระเวน/จารกรรมแบบ SR-71 Blackbird ได้รับการออกแบบให้ทำความเร็วได้สูงสุด 3.4 มัค (เท่าของเสียง) แต่สิ่งที่จะต้องแลกมาก็คือความร้อนจากการเสียดสีของอากาศในชั้นบรรยากาศที่สูงทำให้เกิดความร้อนที่สูงมาก โลหะที่ใช้ทำผิวของกาศยานจะขยายตัวจนอาจจะทำให้รอยต่อของผิว เบียดและแตกออกจากกันจนทำให้อากาศยานเสียหายได้ หากดูในคลิปวีดีโอของอากาศยานรุ่นนี้ เมื่ออยู่บนพื้นขณะที่รอการวิ่งขึ้นจะเห็นว่ามีเชื้อเพลิงไหลออกจากอากาศยานตลอดเวลา เหตุเพราะวัสดุที่ใช้ทำถังน้ำมันเชื้อเพลิงจะไม่ปิดสนิทจนกว่ามันจะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน จึงค่อนข้างอันตรายมากสำหรับอากาศยานรุ่นนี้ขณะที่จะออกไปปฏิบัติภารกิจ แต่วัสดุใหม่นี้ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพตั้งแต่ 4 °K ไปจนถึงความร้อนของการเดินทางด้วยไฮเปอร์โซนิกที่เดินทางด้วยความเร็ว 5 มัค!
ทีมวิจัยของ UNSW กล่าวต่ออีกว่า “ที่มาของวัสดุชิ้นเกิดจากความบังเอิญระหว่างการวิจัยวัสดุที่ใช้ในการทำเซลแบตเตอรี่ของเรา” หลังจากวัดค่าความเปลี่ยนแปลงของวัสดุต่ออุณหภูมิ โดยใช้อุปกรณ์ที่มีความละเอียดสูงของ ANSTO’s Australian Synchrotron และ Australian Centre for Neutron Scattering พบว่า มีความเสถียรทางความร้อนในระดับที่เหลือเชื่อ แต่ปัญหาที่ตามมาคือ โลหะสแกนเดียม ถือเป็นธาตุที่หายาก และมีราคาสูงมาก นักวิทยาศาสตร์จึงหวังไว้ว่าจะหา หรือสังเคราะห์โลหะองค์ประกอบอื่นๆ ที่จะสามารถทดแทนสแกนเดียมได้สำหรับการผลิตในเชิงอุตสาหกรรมในอนาคตต่อไป
ที่มา : https://newatlas.com/materials/thermally-stable-zte-advanced-material/
แปลและเรียบเรียง : ricebird572
