فضایی، حمل و نقل پیشرفته

امروزه در حوزه‌های مختلف مربوط به صنعت هوافضا مانند هوانوردی تجاری، هواپیماهای نظامی، بالگردها، مأموریت‌های فضایی، هواپیماهای بدون سرنشین و غیره شاهد نقش‌آفرینی فناوری نانو هستیم.

با استفاده از فناوری نانو در حوزه‌های نامبرده ایجاد تغییرات و تحولات دیگری که در این صنعت امکان‌پذیر شده است را می‌توان کاهش وزن ، کاهش مصرف سوخت، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، افزایش ایمنی، کاهش تشعشعات و پارازیت، جذب امواج رادار، افزایش ظرفیت، افزایش سرعت، افزایش استحکام و مقاومت به خوردگی نام برد. در ادامه به شرح چند مورد از این کاربردها می‌پردازیم.

 

استفاده از نانو پوشش‌های ضدخوردگی

استفاده از نانو پوشش‌های ضدخراش، عایق حرارت، آنتی استاتیک، فوق آبگریز و ضدخوردگی می‌تواند بسیاری از مشکلات موجود در صنعت هوافضا را رفع و یا کاهش دهد. برای مثال، با توجه به شرایط محیطی متغیری که هواپیما در آن قرار می‌گیرد، مستعد رخ دادن انواع خوردگی‌ها بر روی سطح آن است. منظور از خوردگی در اینجا تخریب فلز موجود بر سطح هواپیما به‌مرور زمان در اثر تماس با ترکیبات شیمیایی پیرامونش است. رخ دادن خوردگی در هواپیماها می‌تواند منجر به فاجعه شود. یکی از راه‌های جلوگیری از این مورد، استفاده از پوشش‌های ضدخوردگی نانو است که عوامل خورنده را از سطح هواپیما دور نگه می‌دارند.

 

حفاظت در برابر تابش‌های فضایی

طبـق گفتـه دانشـمندان ناسـا، مهم‌ترین عاملـی کـه مـدت سـفرهای فضایـی را محـدود می‌کند، خطـر قرارگرفتـن در معـرض تابش‌های فضایی اسـت. فعل و انفعالات انجام‌شده بر روی ستاره‌ها و سـیارات باعـث ایجـاد انـواع تشعشـات می‌شود کـه روی ماهواره‌ها و همین‌طور فضانوردهـا تاثیـرات منفـی فراوانی می‌گذارد.

این تشعشـعات به‌قدری قـوی هسـتند کـه می‌توانند باعـث واپاشـی مـدار ماهـواره شـوند و همچنیـن باعـث تغییـر در دیان ای و ایجـاد سـرطان برای فضانوردهـا گردنـد. بـرای حفاظـت در برابـر ایـن تشعشـات می‌توان از نانومـوادی مثـل نانولوله‌های بـور اسـتفاده کرد.

جذب امواج رادارها در هواپیماهای نظامی

با استفاده از پوشش‌های جاذب امواج می‌توان به هواپیما یا جت، قابلیت رادارگریزی بخشید. این پوشش‌ها می‌توانند با جذب امواج رادار، ایجاد اختلال و یا انحراف در آنها از شناسایی پرنده نظامی جلوگیری کنند. برای مثال می‌توان از مواد نانو فرومغناطیس و یا نانولوله‌های کربنی برای این کاربرد استفاده نمود.

استفاده از نانو پوشش‌های سخت در پره توربین موتورهای جت

بـا تغییـر جنـس بدنـه هواپیماهـا از فلـز بـه کامپوزیـت، در کنـار مزایـای مختلفـش با مشـکل فقـدان هدایـت الکتریسـیته مواجـه هسـتیم. بـا نبـود هدایـت الکتریکـی، قسمت‌های خارجـی هواپیمـا در برابر رعدوبرق آسیب‌پذیر می‌شوند. برای رفـع این مشـکل می‌توان در کامپوزیت‌های مورداستفاده، از نانومـوادی ماننـد نانولوله کربنی اسـتفاده کرد و به آن رسـانایی الکتریکی بخشـید. ایـن کار علاوه بـر افزایـش رسـانایی الکتریکـی، باعـث افزایـش خـواص مکانیکـی بـه مقـدار چشـمگیری نیـز خواهـد شـد.

محافظت از هواپیماها در برابر رعدوبرق

پوشش‌های متشکل از نانوذرات سرامیکی سخت در برابر سایش مقاوم بوده، سختی و پایداری دمایی و زمانی بالایی دارند. حال با پوشش دهی پره‌های توربین موتورهای جت و هواپیما با این مواد می‌توان از آنها محافظت کرد. این نانو پوشش‌ها جایگزین مناسبی با قیمت و کارایی بهتر برای پوشش‌های آبکاری کروم سخت فعلی که مشکلات زیست‌محیطی دارند، هستند.

بعضی دیگر از کاربردهای فناوری نانو در این حوزه عبارت‌اند از: پوشش‌های سد حرارتی برای جلوگیری از شوک حرارتی در موتورهای جت، پوشش‌های فوق آب‌گریز برای جلوگیری از خوردگی و همین‌طور عدم یخزدگی، پوشش‌های خودترمیم شونده، نانو حسگرهای هوشمند در هواپیماها و فضاپیماها، ابر خازن‌های گرافنی برای ذخیره انرژی در فضاپیماها.

- محمد فرهادپور، صاحب مدال دو دوره المپیاد دانش‌آموزی نانو