Исследователи из Мэрилендского университета напечатали на 3D-принтере графеновый нагревательный элемент

Исследователи их Мэрилендского университета поставили перед собой непростую задачу: разработать высокоточный крошечный нагревательный элемент для применения на микроскопическом уровне.

Автор проекта, выпускник Йонгганг Йао рассказывает: «Когда электрический ток достигает нагревателя, он генерирует чрезвычайно высокую температуру (около 3000 К) с исключительной быстротой (менее чем за 100 мс, примерная скорость нагрева 20000 К/с) и невероятной стабильностью (>2000 циклов, при этом высокая температура сохраняется более одного дня)».Чтобы добиться таких высоких показателей, исследователи прибегли с самым современным технологиям. Они загрузили чернила из оксида графена в 3D-принтер, который потом изготовил нагревательный элемент размером около 200 микрон.

Йао добавляет, что «ни один нагревательный элемент из металла или керамики не способен производить столь высокую температуру, потому что он попросту разрушится при такой высокой температуре».Секрет технологии в оксиде графена, который способен удерживать тепло, и его точном нанесении на наноуровне при участии технологии 3D-печати и в вакуумной среде. Возникает вопрос: где может пригодиться нагревательный элемент такой мощности?

Столь высокоточный нагревательный элемент станет неоценимым инструментом для высокотемпературной сварки и термической обработки поврежденного оборудования и снаряжения на космической станции, где традиционные методы с применением громоздкого оборудования бессильны или доставляют слишком много неудобств.Само собой, как и любая другая новаторская технология, эта не обошлась без своих подводных камней. Пусть она позволяет производить нагревательные элементы на наноуровне (сейчас команда разработчиков демонстрирует результаты своей работы на уровне микронов), самые сложные испытания еще впереди.

Йао признает, что «к настоящему времени перед нами стоят непростые задачи. Чтобы решить их, нам нужно получить всю информацию о чернилах из оксида графена и разработать специальные 3D-принтеры. Например, мы намерены добиться еще более высокого показателя (выше 3000 К), чтобы открыть новые, неизвестные прежде свойства материалов, которые обязательно проявят себя в условиях такой высокой температуры».

Хотя результаты исследования недоступны для простых смертных, команда исследователей все-таки выложила видеоролик, в котором показан процесс изготовления нагревательного элемента, который в один прекрасный день может помочь человечеству в освоении космоса.

Источник