Wann d'Prouwe vunporös Siliziumkarbidkeramikfir d'éischt am Laboratoire gesi goufen, hunn déi wabenähnlech Strukturen, déi ënnert dem Elektronemikroskop gewisen goufen, genee ausgesinn wéi e Bienenstock, deen eng Millioun Mol vergréissert gouf. Dëst speziell Material mat enger Porositéit vun 15-60% beweegt sech roueg vun de Verbrennungskummeren vu Raumfaartmotoren an eist Alldag.
An enger Gasturbin bei 1600℃ hunn sech normal Materialien zënter laangem a geschmollte Eisen verwandelt, awer poröst Siliziumcarbid behält eng erstaunlech Stabilitéit. D'lescht Joer, wéi e Fuerscher de Shanghai Institute of Ceramics vun der Chinesescher Akademie vun de Wëssenschaften besicht huet, huet hien en interessant Experiment gewisen: nodeems hien eng porös Siliziumcarbidplack an eng Sauerstoff-Acetylen-Flam (ongeféier 3000℃) geluecht huet, huet den Thermometer um Réck gewisen, datt se nëmmen ëm 72℃ eropgaangen ass. Dës Hëtztbeständegkeet, déi vun der β-SiC Kristallstruktur ofgeleet ass, mécht et zu enger "onsichtbarer Panzerung" fir den thermesche Schutzsystem vu Raumschëffer. Nach besser ass, datt dës mikrongrouss Poren wéi onzähleg kleng Kamäiner sinn, wat d'Wärmeleitungseffizienz ëm 40-60% am Verglach mat massiver Keramik reduzéiert.
Vläicht hunn och Materialwëssenschaftler net erwaart, datt dës Zort Keramik, déi ursprénglech fir extrem Ëmfeld entwéckelt gouf, en zweete Fréijoer am medizinesche Beräich erliewe géif. Klinesch Fuerschung, déi 2024 am Journal of Biomaterials publizéiert gouf, weist, datt Siliziumcarbid-Gerüster mat gradientéierte Porengréisststrukturen (5μm op der Uewerfläch an 200μm um Buedem) eng 2,3-mol méi héich Knochenintegratiounsquote hunn wéi déi vun traditionelle Titanlegierungsimplantater.
De Prozess vun der Virbereedung vu porösem Siliziumkarbid selwer ass eng chemesch Magie. Mat Hëllef vun der Porebildungsmethod (dacks Polymethylmethacrylat-Mikrokugelen) oder der Reaktiounssintermethod kënnen d'Materialingenieuren d'Poreeegeschafte präzis kontrolléieren, wéi Parfumeuren. Interessanterweis weist dat lescht Patent vun der Firma 3M an den USA, datt d'Benotzung vu recycléiertem Diatomit als natierlech Schabloun net nëmmen d'Produktiounskäschten ëm 18% reduzéiert, mä och onerwaart eng bionesch Struktur kritt, déi ähnlech wéi Koralleschanken ass. Dës Technik vum "Offall an e Schätz verwandelen" entsprécht genau der taoistescher Wäisheet vun der "Nëtzlechkeet vum Nëtzlosen".
Applikatioun
- Am Beräich vum Ëmweltschutz:Als Kärmaterial vun Dieselpartikelfilter (DPF) fir Autoen kann et 99,7% vun PM2.5 opfänken.
- Energierevolutioun:Elektrodenënnerstëtzung fir Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) erhéicht d'Effizienz vun der Energieerzeugung op 65%
- Biomedizinesch:D'Porenstruktur vun 3D-gedréckte Knachgerüster fërdert d'Zellwuesstum a verkierzt de klineschen Heelungszyklus ëm 30%
- Hallefleiterproduktioun:D'Liewensdauer vu Wafer-Polierpads gouf ëm dräimol verlängert, an den 3nm-Prozess vun TSMC gouf a Groussmengen akaaft.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 30. Juli 2025