Nalika sampel sakakeramik silikon karbida berporiPisanan dideleng ing laboratorium, struktur kaya sarang tawon sing ditampilake ing mikroskop elektron katon persis kaya sarang tawon sing digedhekake sayuta kali. Materi khusus iki kanthi porositas 15-60% obah kanthi meneng saka ruang pembakaran mesin aerospace menyang urip saben dinane.
Ing turbin gas ing suhu 1600℃, bahan-bahan biasa wis suwe malih dadi wesi cair, nanging silikon karbida berpori njaga stabilitas sing nggumunake. Taun kepungkur, nalika ngunjungi Institut Keramik Shanghai saka Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, sawijining peneliti nduduhake eksperimen sing menarik: nyelehake lembaran silikon karbida berpori ing geni oksigen-asetilen (udakara 3000℃), termometer ing mburi nuduhake yen mung mundhak 72℃. Tahan panas iki sing asale saka struktur kristal β-SiC ndadekake "baju besi sing ora katon" kanggo sistem perlindungan termal pesawat ruang angkasa. Sing luwih apik, pori-pori ukuran mikron kasebut kaya cerobong asep cilik sing ora kaetung, nyuda efisiensi konduksi panas nganti 40-60% dibandhingake karo keramik padat.
Mungkin wae para ilmuwan material ora nyana yen jinis keramik iki, sing asline dikembangake kanggo lingkungan ekstrem, bakal ngalami pegas kapindho ing bidang medis. Riset klinis sing diterbitake ing Journal of Biomaterials ing taun 2024 nuduhake yen perancah silikon karbida kanthi struktur ukuran pori gradien (5μm ing permukaan lan 200μm ing sisih ngisor) duwe tingkat integrasi balung 2,3 kali luwih dhuwur tinimbang implan paduan titanium tradisional.
Proses nyiapake silikon karbida berpori dhewe minangka keajaiban kimia. Kanthi metode agen pembentuk pori (umume mikrosfer polimetil metakrilat) utawa metode sintering reaksi, insinyur material bisa ngontrol karakteristik pori kanthi tepat kaya tukang parfum. Menariknya, paten paling anyar saka Perusahaan 3M ing Amerika Serikat nuduhake yen nggunakake diatomit daur ulang minangka cithakan alami ora mung nyuda biaya produksi nganti 18%, nanging uga ora disangka-sangka entuk struktur bionik sing padha karo balung karang. Teknik "ngowahi sampah dadi bandha" iki cocog banget karo kawicaksanan Tao babagan "kegunaan saka sing ora ana gunane".
Aplikasi
- Ing babagan perlindungan lingkungan:Minangka bahan inti saka filter partikulat kendaraan diesel (DPF), filter iki bisa nangkep 99,7% PM2.5
- Revolusi Energi:Dhukungan elektroda kanggo sel bahan bakar oksida padat (SOFC) ningkatake efisiensi pembangkitan daya nganti 65%
- Biomedis:Struktur pori-pori perancah balung sing dicithak 3D ningkatake pertumbuhan sel lan nyepetake siklus penyembuhan klinis nganti 30%
- Produksi semikonduktor:Umur bantalan poles wafer wis ditambah kaping telu, lan proses 3nm TSMC wis dituku kanthi akeh.
Wektu kiriman: 30 Juli 2025