พัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย RMIT ในเมืองเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานได้หลากหลายนี้มีความคุ้มค่าในการสร้างและปรับขนาดได้ง่าย

การสาธิตในห้องปฏิบัติการของทีมแสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิมพ์ 3 มิติสามารถนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนการบินที่มีความเร็วเหนือเสียงในขณะเดียวกันก็ทำให้ระบบเย็นลง

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในราชสมาคมของวารสารเคมีสื่อสารเคมี

ดร. Selvakannan Periasamy หัวหน้านักวิจัยกล่าวว่างานของพวกเขาได้จัดการกับความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งในการพัฒนาเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง นั่นคือ การควบคุมความร้อนอันน่าทึ่งที่ก่อตัวขึ้นเมื่อเครื่องบินบินด้วยความเร็วมากกว่าเสียงถึงห้าเท่า

Periasamy กล่าวว่า "การทดสอบในห้องปฏิบัติการของเราแสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิมพ์ 3 มิติที่เราพัฒนาขึ้นนั้นมีสัญญาที่ดีในการเติมเชื้อเพลิงให้กับอนาคตของการบินที่มีความเร็วเหนือเสียง

"ทรงพลังและมีประสิทธิภาพ พวกเขานำเสนอโซลูชั่นที่มีศักยภาพที่น่าตื่นเต้นสำหรับการจัดการระบายความร้อนในการบิน และอื่นๆ

"ด้วยการพัฒนาต่อไป เราหวังว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิมพ์ 3D ที่มีประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่นี้จะสามารถนำมาใช้ในการเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางอุตสาหกรรมใดๆ ที่ความร้อนสูงเกินไปเป็นความท้าทายที่เคยมีมา"

ต้องการความเร็ว

มีเครื่องบินทดลองเพียงไม่กี่ลำเท่านั้นที่มีความเร็วเหนือเสียง (กำหนดไว้เหนือมัค 5 - มากกว่า 6,100 กม. ต่อชั่วโมงหรือ 1.7 กม. ต่อวินาที)

ตามทฤษฎีแล้ว เครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียงสามารถเดินทางจากลอนดอนไปยังนิวยอร์กได้ภายในเวลาไม่ถึง 90 นาที แต่ความท้าทายมากมายยังคงอยู่ในการพัฒนาการเดินทางทางอากาศที่มีความเร็วเหนือเสียง เช่น ระดับความร้อนจัด

ผู้เขียนคนแรกและนักวิจัยระดับปริญญาเอก Roxanne Hubesch กล่าวว่าการใช้เชื้อเพลิงเป็นสารหล่อเย็นเป็นหนึ่งในแนวทางการทดลองที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไป

Hubesch กล่าวว่าเชื้อเพลิงที่สามารถดูดซับความร้อนขณะขับเคลื่อนเครื่องบินเป็นจุดสนใจหลักสำหรับนักวิทยาศาสตร์ แต่แนวคิดนี้อาศัยปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ความร้อนซึ่งต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูง

"นอกจากนี้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เชื้อเพลิงสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยาจะต้องมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากมีข้อจำกัดด้านปริมาตรและน้ำหนักที่คับแคบในเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง"

ในการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ ทีม 3D ได้พิมพ์ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดเล็กที่ทำจากโลหะผสมและเคลือบด้วยแร่ธาตุสังเคราะห์ที่เรียกว่าซีโอไลต์

นักวิจัยได้จำลองขนาดอุณหภูมิและความดันที่สูงมากที่เชื้อเพลิงได้รับจากความเร็วเหนือเสียงในห้องปฏิบัติการ เพื่อทดสอบการทำงานของการออกแบบ

เครื่องปฏิกรณ์เคมีขนาดเล็ก

เมื่อโครงสร้างการพิมพ์ 3 มิติร้อนขึ้น โลหะบางส่วนจะเคลื่อนเข้าสู่เฟรมเวิร์กของซีโอไลต์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่สำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนของตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่

Hubesch กล่าวว่า "ตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิมพ์ 3 มิติของเราเป็นเหมือนเครื่องปฏิกรณ์เคมีขนาดเล็กและสิ่งที่ทำให้มีประสิทธิภาพอย่างเหลือเชื่อคือส่วนผสมของโลหะและแร่ธาตุสังเคราะห์

"เป็นทิศทางใหม่ที่น่าตื่นเต้นสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา แต่เราต้องการการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการนี้อย่างถ่องแท้ และระบุส่วนผสมที่ดีที่สุดของโลหะผสมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด"

ขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมวิจัยจาก Center for Advanced Materials and Industrial Chemistry (CAMIC) ของ RMIT นั้นรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิมพ์ 3 มิติด้วยการศึกษาพวกมันด้วยเทคนิค X-ray synchrotron และวิธีการวิเคราะห์เชิงลึกอื่นๆ

นักวิจัยยังหวังที่จะขยายการใช้งานที่เป็นไปได้ของงานนี้ในการควบคุมมลพิษทางอากาศสำหรับยานพาหนะและอุปกรณ์ขนาดเล็ก เพื่อปรับปรุงคุณภาพอากาศภายในอาคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจัดการไวรัสทางเดินหายใจในอากาศ เช่น COVID-19

ผู้อำนวยการ CAMIC ศาสตราจารย์ Suresh Bhargava กล่าวว่าอุตสาหกรรมเคมีมูลค่าล้านล้านเหรียญนั้นส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเก่า

"ตัวเร่งปฏิกิริยารุ่นที่สามนี้สามารถเชื่อมโยงกับการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างการออกแบบที่ซับซ้อนใหม่ ๆ ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถทำได้" Bhargava กล่าว

"ตัวเร่งปฏิกิริยาที่พิมพ์ 3 มิติใหม่ของเราแสดงถึงแนวทางใหม่ที่รุนแรงซึ่งมีศักยภาพอย่างแท้จริงในการปฏิวัติอนาคตของตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วโลก"สล็อตออนไลน์ 918kiss