Кога примероците одпорозна силициум карбидна керамикаЗа прв пат биле видени во лабораторија, структурите слични на саќе презентирани под електронски микроскоп изгледале точно како кошница зголемена милион пати. Овој посебен материјал со порозност од 15-60% тивко се движи од коморите за согорување на воздухопловните мотори во нашиот секојдневен живот.
Во гасна турбина на 1600℃, обичните материјали одамна се претвораат во стопено железо, но порозниот силициум карбид одржува неверојатна стабилност. Минатата година, при посетата на Шангајскиот институт за керамика на Кинеската академија на науките, еден истражувач демонстрираше интересен експеримент: ставајќи порозен лист од силициум карбид во пламен од кислород и ацетилен (околу 3000℃), термометарот на задната страна покажа дека се покачил само за 72℃. Оваа отпорност на топлина добиена од кристалната структура на β-SiC го прави „невидлив оклоп“ за системот за термичка заштита на вселенските летала. Уште подобро, тие пори со големина на микрон се како безброј мали оџаци, намалувајќи ја ефикасноста на спроводливоста на топлината за 40-60% во споредба со цврстата керамика.
Можеби дури и научниците за материјали не очекувале дека овој вид керамика, првично развиена за екстремни средини, ќе доживее втора пролет во медицинската област. Клиничките истражувања објавени во Journal of Biomaterials во 2024 година покажуваат дека силициум карбидните скелиња со градиентни структури на големината на порите (5μm на површината и 200μm на дното) имаат стапка на интеграција на коските 2,3 пати поголема од онаа на традиционалните импланти од легура на титаниум.
Самиот процес на подготовка на порозен силициум карбид е хемиска магија. Со помош на метод на средство за формирање пори (најчесто микросфери од полиметил метакрилат) или метод на реактивно синтерување, инженерите за материјали можат прецизно да ги контролираат карактеристиките на порите како парфимерите. Интересно е што најновиот патент на компанијата 3M во Соединетите Американски Држави покажува дека користењето на рециклиран дијатомит како природен шаблон не само што ги намалува трошоците за производство за 18%, туку и неочекувано стекнува бионска структура слична на коралните коски. Оваа техника на „претворање на отпадот во богатство“ прецизно се совпаѓа со таоистичката мудрост за „корисноста на бескорисното“.
Апликација
- Во областа на заштитата на животната средина:Како основен материјал на филтрите за честички (DPF) за дизел возила, може да собере 99,7% од PM2,5.
- Енергетска револуција:Електродната поддршка за горивни ќелии со цврст оксид (SOFC) ја зголемува ефикасноста на производството на енергија на 65%
- Биомедицински:Структурата на порите на 3Д печатените коскени скелиња го поттикнува растот на клетките и го скратува циклусот на клиничко заздравување за 30%.
- Производство на полупроводници:Животниот век на перничињата за полирање на плочки е продолжен за три пати, а процесот од 3nm на TSMC е купен на големо.
Време на објавување: 30 јули 2025 година