Nalika sampel-sampel tinakeramik silikon karbida porousMimiti katingali di laboratorium, struktur anu siga sarang tawon anu dipidangkeun dina mikroskop éléktron katingalina persis siga sarang tawon anu digedekeun sajuta kali. Bahan khusus ieu kalayan porositas 15-60% sacara teu langsung pindah ti ruang durukan mesin aerospace kana kahirupan urang sapopoe.
Dina turbin gas dina suhu 1600℃, bahan biasa geus lila robah jadi beusi cair, tapi silikon karbida porous ngajaga stabilitas anu luar biasa. Taun kamari, nalika nganjang ka Institut Keramik Shanghai ti Akademi Élmu Pengetahuan Cina, saurang panalungtik nunjukkeun ékspérimén anu pikaresepeun: nempatkeun lambaran silikon karbida porous dina seuneu oksigén-asetilén (sakitar 3000℃), térmométer di tukang nunjukkeun yén éta ngan naék 72℃. Résistansi panas ieu anu diturunkeun tina struktur kristal β-SiC ngajantenkeun éta "baju baja anu teu katingali" pikeun sistem panyalindungan termal pesawat ruang angkasa. Anu langkung saé, pori-pori ukuran mikron éta sapertos cerobong asep leutik anu teu kaétang, ngirangan efisiensi konduksi panas ku 40-60% dibandingkeun sareng keramik padet.
Meureun malah élmuwan bahan teu nyangka yén jinis keramik ieu, anu mimitina dikembangkeun pikeun lingkungan ekstrim, bakal ngalaman pegas kadua dina widang médis. Panalungtikan klinis anu diterbitkeun dina Journal of Biomaterials dina taun 2024 nunjukkeun yén perancah silikon karbida kalayan struktur ukuran pori gradien (5μm dina permukaan sareng 200μm dina handap) gaduh laju integrasi tulang 2,3 kali langkung luhur tibatan implan aloi titanium tradisional.
Prosés nyiapkeun silikon karbida porous sorangan mangrupikeun sihir kimia. Ku cara metode agén pembentuk pori (biasana mikrosfer polimetil metakrilat) atanapi metode sintering réaksi, insinyur bahan tiasa ngontrol karakteristik pori sacara tepat sapertos parfum. Anu pikaresepeun, patén panganyarna ti 3M Company di Amérika Serikat nunjukkeun yén ngagunakeun diatomit daur ulang salaku citakan alami henteu ngan ukur ngirangan biaya produksi ku 18%, tapi ogé sacara teu disangka-sangka kéngingkeun struktur bionik anu sami sareng tulang karang. Téhnik "ngarobah runtah janten harta karun" ieu saluyu sareng hikmah Taois ngeunaan "kagunaan anu teu aya gunana".
Aplikasi
- Dina widang panyalindungan lingkungan:Salaku bahan inti saringan partikulat kendaraan solar (DPF), éta tiasa nangkep 99,7% PM2.5
- Révolusi Énergi:Pangrojong éléktroda pikeun sél bahan bakar oksida padet (SOFC) ningkatkeun efisiensi pembangkit listrik dugi ka 65%
- Biomédis:Struktur pori tina perancah tulang anu dicitak 3D ningkatkeun kamekaran sél sareng ngirangan siklus penyembuhan klinis ku 30%
- Produksi semikonduktor:Umur bantalan poles wafer parantos diperpanjang tilu kali lipat, sareng prosés 3nm TSMC parantos dipésér sacara borongan.
Waktos posting: 30-Jul-2025