Nanočestice poboljšavaju boju morskog psa

Sharkskin boja štedi gorivo na avionima i brodovima

Nanostruktura ljuski dlaka © NASA / Ames
čitati naglas

Nova boja mogla bi smanjiti potrošnju goriva zrakoplova za više od četiri milijuna tona u svijetu. Koristeći se principom kože morskih pasa, smanjuje se otpor protoka, ali još uvijek podnosi ekstremne uvjete tijekom leta. Sustav premaza s nanočesticama koji su sada razvili istraživači pogodan je i za slikanje brodova.

Model dolazi iz prirode: lopovi morskih pasa koji se brzo plivaju izgrađeni su tako da značajno smanjuju otpor protoka. Korištena kao prevlaka na zrakoplovima, takva nova boja mogla bi uštedjeti 4, 48 milijuna tona goriva godišnje širom svijeta. Ali postoji problem: princip morskih pasa mora se prenijeti u premaz koji također ispunjava ekstremne zahtjeve zrakoplovstva: temperaturne fluktuacije od -55 do +70 stupnjeva Celzija, intenzivno zračenje UV-zračenjem i velike brzine.

Yvonne Wilke, Volkmar Stenzel i Manfred Peschka s Fraunhofer instituta za tehnologiju proizvodnje i naprednih materijala IFAM u Bremenu sada su razvili ne samo boju koja smanjuje otpor protoka, već i pripadajuću tehnologiju proizvodnje. Istraživački tim sada je nagrađen nagradom Josepha von Fraunhofera za svoja dostignuća 2010. godine.

Nanočestice čine Haihaut lak otpornim

Boja se sastoji od profinjenog recepta. Bitna komponenta su nanočestice koje osiguravaju da lak trajno podnosi UV zračenje, temperaturne promjene i mehanička opterećenja. "Boja nudi nekoliko prednosti", objašnjava Stenzel. "On ionako dolazi kao najudaljeniji sloj u zrakoplovu, tako da nije potrebna daljnja materijalna narudžba. Ne izaziva dodatnu težinu, a također prilikom skidanja zrakoplova - otprilike svakih pet godina, boja se mora u potpunosti ukloniti i obnoviti - nije dodatni napor. Osim toga, može se lako primijeniti na trodimenzionalno zakrivljene površine ".

Matrix proizvodi strukturu morskog psa

Zatim je bilo potrebno razjasniti na koji se način boja može u praksi primijeniti na razini proizvodnje. "Naše rješenje je da boju ne nanosimo izravno, već preko matrice", kaže Manfred Peschka. To daje boji strukturu od morskog psa. Poseban izazov bio je nanošenje tekuće obloge ravnomjerno u tankom sloju na matricu, a istodobno se osiguralo da se ravnomjerno odvoji od podloge nakon UV zračenja koja je potrebna za očvršćivanje. prikaz

Brodovi godišnje uštede 2.000 tona goriva

Boja se može koristiti i za brodove: Tim je u testnom istraživačkom institutu za brodogradnju smanjio trenje zida za više od pet posto. Ako se ekstrapolira na godinu dana, to znači potencijalnu uštedu 2.000 tona goriva za veliki kontejnerski brod. Međutim, kada se koristi u brodarstvu, otežavaju se dodavanja koja se talože na trupu brodskih školjki ili algi.

Istraživači već rade na dva rješenja problema. Wilke objašnjava: "Jedna je mogućnost nakupiti boju na takav način da organizmi koji oštećuju otpad ne nađu čvrsto i jednostavno se isperu, na primjer, pri većim brzinama. Drugi cilj je integrirati štetno sredstvo protiv nečistoće koje je prirodi štetno

Osim uštede goriva, postoje i druge zanimljive aplikacije, poput vjetrenjača. Opet, otpor zraka noževa rotora ima negativan učinak. Nova prevlaka poboljšala bi učinkovitost sustava, a time i dobit energije .

(Fraunhofer Gesellschaft, 27.05.2010. - NPO)