Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[Peter]

Металл, армированный усами или трубками при хорошем сцеплении всяко прочнее/легче армированного стекловолокном (фи!) или помянутых слоек.

Обычно, только для одного направления нагрузок при выраженной анизатропии. Замучаешься. Получишь невзаимомозаменяемые листы/отрезки трубы.

Растить вместе" - это как? И причём тут проблема адгезии? Ну не цепляется металл к графиту без посредников!
"Растить вместе" прокатит, если армировать аморфный металл длинными монокристаллами его же... Кто придумает условия для роста такой хреновины - тоже нобелевку полу

Проблема адгезии здесь при том, что графит обычно неплохо цепляется к карбидам металлов, а металл - к собственнному карбиду, который будет образовываться на поверхности волокон при вращивании в матрицу.

"Требуемые значения теплопроводности" - не понял? Здесь технологические новинки обсуждаются или конкретный агрегат?
Чем меньше, прочнее и легче - тем лучше.

Самая меньшая теплопроводность у вакуума - нулевая ) Практически это реализуется в пенах, довольно крупнопузырьковых, выращенных в вакууме малым давлением газа-наполнителя. Но это должно совмещаться с требованиями по прочности. Соответственно, нанопена или не нано - это вопрос численный, а не абстрактный.

Фуллерены производятся и продаются. Прайс можно посмотреть например, у фирмы немецкой Plasmochem (и вообще прайсы на нанометариалы).

Наноматериалы коммерчески обычно становятся интересны тогда, когда их можно создать "грубыми" методами. Такие методы есть, но отнюдь не для всего на свете.

[sychbird]

Из нанотрубок уже делают двумерные образцы метрового масштаба. Можно производить слоистые компазиты. Ссылку уничтожил случайно, но попадалась и в Мембране.

[sychbird]

Вот это уже серьезный кандидат на носитель искусственного интеллекта для межзвездных экспедиций. Энергозатраты минимальные - следовательно живуч.

Химическое колесо может раскрутить компьютеры будущего

По словам исследователей из Японии, кругообразное расположение молекул хинона может одновременно выполнять до 16 операций, что дает огромные потенциальные возможности для увеличения производительности компьютеров будущего.
Анирбан Бандиопадхиай (Anirban Bandyopadhyay) и Сомобрата Ачария (Somobrata Acharya) из Национального Института Наук о Материалах в Ибараки использовали молекулярный переключатель, способныйпринимать четыре состояния, из дурохинона (2,3,5,6-тетраметил-1,4-бензохинона). Бандиопадхиай уже продемонстрировал ранее, что в зависимости от заряда и конформации каждое из этих производных хинона может хранить два байта информации.
Кругообразное расположение 17 молекул дурохинона может переключаться между состояниями с помощью центральной молекулы.
Дальнейшая работа исследователей была посвящена изучению самоорганизации нескольких дурохиноновых молекул на поверхности золота. Было обнаружено, что 16 молекул могут образовать замкнутый круг, в центре которого располагается семнадцатая молекула – такая самоорганизация реализуется за счет сетки водородных связей, возникающих между молекулами. Так как каждая из молекул дурохинона взаимодействует с соседями, то независимыми друг от друга остаются только восемь молекул в составе супрамолекулярного «колеса».
Было обнаружено, что воздействие электронных импульсов сканирующего тупннельного микроскопа, влияющее на состояние центральной молекулы дурохинона, позволяет передается на восемь молекул, находящихся на периферии молекулярного круга.
Так как каждая из восьми молекул может хранить два бита информации, теоретически молекулярный прибор имеет информационную емкость в 16 бит, позволяя одновременно осуществлять параллельные вычисления. По словам Бандиопадхиай, это обстоятельство может обусловить применение нового молекулярного прибора для разработки компьютеров будущего.

Источник: Appl. Phys. Lett., 2006, 89, 243506 (DOI: 10.1063/1.2402895)

[dan14444]

Металл, армированный усами или трубками при хорошем сцеплении всяко прочнее/легче армированного стекловолокном (фи!) или помянутых слоек.

Обычно, только для одного направления нагрузок при выраженной анизатропии. Замучаешься. Получишь невзаимомозаменяемые листы/отрезки трубы.

Хе, либо анизотропно но прочно, либо изотропно  но хреново.  "Листы  и отрезки трубы" = каменный век.

Проблема адгезии здесь при том, что графит обычно неплохо цепляется к карбидам металлов, а металл - к собственнному карбиду, который будет образовываться на поверхности волокон при вращивании в матрицу.

А вот фиг! Для нанотрубок образование карбида = разрушению структуры. Или предполагается так чугуний охлаждать, шоб углерод высаживался карбидом к волокнам?  :roll:

Самая меньшая теплопроводность у вакуума - нулевая Smile)) Практически это реализуется в пенах, довольно крупнопузырьковых, выращенных в вакууме малым давлением газа-наполнителя. Но это должно совмещаться с требованиями по прочности. Соответственно, нанопена или не нано - это вопрос численный, а не абстрактный.

Читайте тщательнее! Вакуумная пена в моей хреновине тоже имеется. Но стенки макропузырьков тоже желательно вспенивать (на другом уровне размеров), и фуллереновый матрикс позволяют это при сохранении прочности. Особенно, если резонансные колебания матрицы как функции межфуллереновых связок рассчитать... Собсно, термин "нано" здесь вполне оправдан - структурные фичи именно этих размеров потенциально могут давить фононы.

Фуллерены производятся и продаются. Прайс можно посмотреть например, у фирмы немецкой Plasmochem (и вообще прайсы на нанометариалы).

Гм... Ну да... И что?

Наноматериалы коммерчески обычно становятся интересны тогда, когда их можно создать "грубыми" методами. Такие методы есть, но отнюдь не для всего на свете.

Гм... Ну да... И что?

[dan14444]

кандидат на носитель искусственного интеллекта для межзвездных экспедиций

"Казалось бы, при чем здесь..."
Так абсолютно любую статью к космосу привязать можно. Давайте всё же ограничимся тем, что имеет более... хм... прямое отношение к космонавтике .

Иначе можно обсуждать "вероятностные особенности мутагенеза концевых последоветельностей рабидовирусов и их влияние на эпидемологическую обстановку в космическом корабле" или "влияние музыкальных произведений в ре-миноре на психическую устойчивость экипажа".... :roll:

[Peter]

Хе, либо анизотропно но прочно, либо изотропно но хреново.

Поскольку большинство реальных изделий нагружены более чем в одном направлении, и требуется стандартизация и унификация деталей, узлов и т.п., то прихъодится действовать по принципу "лучше хреново", зато анизатропно, воспроизводимо, стандартно... Исключения могут быть (на данном уровне развития технологии) лишь для каких-то предельных случаев, когда выигрыш за счет уникальных материалов очень уж велик.

"Листы и отрезки трубы" = каменный век.

Индустриальный!

Для нанотрубок образование карбида = разрушению структуры.

А где Вы видели в моих вариантах нанотрубки? Волокна и нетканые ткани.

Читайте тщательнее! Вакуумная пена в моей хреновине тоже имеется.

Здесь согласен. Невнимательно прочитал. Но опять фуллерены ((
Поймите, еще обычные композиты не до конца "дожаты". Сильно не до конца.

Цитата:
Фуллерены производятся и продаются. Прайс можно посмотреть например, у фирмы немецкой Plasmochem (и вообще прайсы на нанометариалы).

Гм... Ну да... И что?

А то, что это объяснение, почему я против фуллеренов, нанотрубок и прочего в таком духе (не всего, правда): цены.

Цитата:
Наноматериалы коммерчески обычно становятся интересны тогда, когда их можно создать "грубыми" методами. Такие методы есть, но отнюдь не для всего на свете.  

Гм... Ну да... И что?

... Вот я и предлагаю подождать этого счастливого момента для интересующих нас материалов. Ну, или поспособноствовать ему, если Вы можете (я - практически, нет).

[Shin]

Давайте всё же не будем здесь активно обсуждать детали. А то потеряются сообщения, ради которых и организован топик.

[sychbird]

Иначе можно обсуждать "вероятностные особенности мутагенеза концевых последоветельностей рабидовирусов и их влияние на эпидемологическую обстановку в космическом корабле" или "влияние музыкальных произведений в ре-миноре на психическую устойчивость экипажа".... :roll:

Отчасти Вы правы. Не удержался, очень знаковый материал. Надо было закинуть в ветку об инженерных вопросах межзвездных перелетов.

Но у меня, как инициатора ветки тоже проблема - как не дать ей заглохнуть. Надо каждый день отмечаться. Помогайте. Вот пока не удается решить вопрос с выделением в отдельную ветку лазерного поджига. Задал вопрос админам, и пока молчок. Ау!

[dan14444]

А где Вы видели в моих вариантах нанотрубки? Волокна и нетканые ткани.

А я когда поднимал тему адгезии писал именно о них... Так что вы отвечали кому-то другому... :roll:

Поймите, еще обычные композиты не до конца "дожаты". Сильно не до конца.

И, собственно, что? Я привёл примеры возможных радикальных прорывов в химии для космоса. А "обычные композиты" - это совсем другая история. Там для благородного безумия места мало...

это объяснение, почему я против фуллеренов, нанотрубок и прочего в таком духе (не всего, правда): цены.

Цены в таких вещах - в основном функция спроса и времени. Их не двадцатистадийным синтезом варят и не из лунного реголита добывают. Понадобятся - доведут технологию, зациклят печку, на входе уголь - на выходе волокна.
А вот если пугаться современных цен - то они (цены) такими и останутся.

... Вот я и предлагаю подождать этого счастливого момента для интересующих нас материалов. Ну, или поспособноствовать ему, если Вы можете (я - практически, нет).

Если мне придётся писать грант на создание материала для конкретного аппарата в течение пары лет - я разумеется использую "обычные композиты".
А вот если грант по фундаментальной разработке принципиально новых материалов, с прицелом лет на 20...

Насчёт поспособствовать... Я с этими нано работаю, но больше с медицинским уклоном. Мне интереснее вылечить старость и потом слетать на альфу центавра, чем слетать и помереть...  

[mihalchuk]

1. Металл, армированный усами или трубками при хорошем сцеплении всяко прочнее/легче армированного стекловолокном (фи!) или помянутых слоек.

Зря отвергаете стекловолокно. У стекла прочность на разрыв где-то 350-400 кгс/кв. мм., у хорошей стали 60-100 кгс/кв. мм, у инструментальной - около 120, но она здесь ни при чём. Стекло легче стали. В пересчёте на массу сталь близка по эффективности к используемым АМг-сплавам, получается, что стекловолокно на порядок эффективнее металла.

2.
"Растить вместе" прокатит, если армировать аморфный металл длинными монокристаллами его же... Кто придумает условия для роста такой хреновины - тоже нобелевку получит .

Это, безусловно, будет очень красивая структура металла, но прежде чем такое предлагать, не мешало бы ознакомиться с данными по свойствам аморфных металлов, прежде всего - железа. По моим неподтверждённым сведениям, у него прочность на разрыв - за 1000 кгс/кв. мм, достаточно научиться недорого получать аморфное железо, и можно пускать его в работу - например, для начала делать баки для газов наддува.

4. Фуллерены, особенно большие - та же "нанопена", и теплопроводность давят и лёгкие до неприличия. Про практичность использования при нынешних ценах скромно промолчу... :roll:

Согласен - фуллерены и нанотрубки - это в лучшем случае пока для космической экзотики типа АМС, ну и ещё для аппаратов на ГСО.

[Peter]

Если мне придётся писать грант на создание материала для конкретного аппарата в течение пары лет - я разумеется использую "обычные композиты".

Действительность, как обычно, еще интереснее - хоть сроки обычно и чуть больше (3-5 лет) - речь идет не о грантах, а о контрактах. Поставить столько-то килограммов вещества с такими-то характеристиками. Если почитать наши федеральные программы - то эти "какие-то характеристики" - это то, что существуют + 10-20% лучше. И крайне ограниченные суммы.

Если посмотреть американские открытые отчеты - там более здраво формулируется, но, по-сути, то же (изучить такую-то систему, найти оптимум характеристик (таких-то), предоставить образцы в таком-то виде).

Мне это кажется убожеством, но по-иному, видимо, процесс вообще не удается контролировать - деньги иначе будут попилены без остатка и без полезного выхода.

Иное дело - фундаментальная наука, но речь здесь не о ней.

[dan14444]

Зря отвергаете стекловолокно.

Да не отвергаю я его - просто потолок у таких композитов слишком близок для "безумных" проектов.
Да, кварцевые волокна (или даже обычная fused silica, как етто будет по рюсски... , обработанные скажем триэтоксимеркаптопропилсиланом, отожжённые в азоте, ориентированные гидродинамикой или полем и залитые металлом - это замечательно. Но не фантастично

Это, безусловно, будет очень красивая структура металла, но прежде чем такое предлагать, не мешало бы ознакомиться с данными по свойствам аморфных металлов, прежде всего - железа. По моим неподтверждённым сведениям, у него прочность на разрыв - за 1000 кгс/кв. мм, достаточно научиться недорого получать аморфное железо, и можно пускать его в работу - например, для начала делать баки для газов наддува.

Да я вроде ознакомлен... Композит с монокристаллами всяко прочнее будет, при всех достоинствах чисто аморфного.

Кстати, а в чём нынче технологический затык с аморфным? Азота много уходит или плёнки слишком тонкие?

Иное дело - фундаментальная наука

Что такое "фундаментальная наука" я представляю слабо, но если речь об академической (американской) - то всё измеряется статьями и импакт фактором. Отчёт по гранту при наличии оных статей проблем не составляет, как бы далеко в сторону не уполз.
А в отраслевой, да ещё российской, с упомянутыми килограммами и процентами я, к счастью, не работал .

[mihalchuk]

Зря отвергаете стекловолокно.

Да не отвергаю я его - просто потолок у таких композитов слишком близок для "безумных" проектов.

Эти проекты окажутся безумными по стоимости. ИМХО.

Да, кварцевые волокна (или даже обычная fused silica, как етто будет по рюсски... , обработанные скажем триэтоксимеркаптопропилсиланом, отожжённые в азоте, ориентированные гидродинамикой или полем и залитые металлом - это замечательно. Но не фантастично

Это всё не так просто. Вообще-то нужны волокна, ориентированные по двум осям (это для цилиндра). Получить такое гидродинамикой затруднительно. И вообще по технологии много вопросов.

Да я вроде ознакомлен... Композит с монокристаллами всяко прочнее будет, при всех достоинствах чисто аморфного.

Это ещё следует доказать. Мне сиё утверждение не кажется очевидным.

Кстати, а в чём нынче технологический затык с аморфным? Азота много уходит или плёнки слишком тонкие?

Я не в курсе этих технологий, то по тому, что я знаю, аморфное железо пока получается в небольших количествах, и оно дорого. При этом возможно только получение образцов с небольшими размерами. А из них нужно делать большие изделия, и при этом не потерять аморфность.

[dan14444]

Вообще-то нужны волокна, ориентированные по двум осям (это для цилиндра). Получить такое гидродинамикой затруднительно.

Первое что приходит в голову:
1. 2+ плёнки с перпендикулярными волокнами, сцеплять диффузией
2. на часть волокон вешаем заряд и разворачиваем полем (металл можно вообще потом электролизом вгонять)

Это ещё следует доказать. Мне сиё утверждение не кажется очевидным.

То, что монокристалл прочнее аморфной массы? Неочевидно?   :shock:
Недостаток монокристаллов в хреновой устойчивости к пластическим деформациям, ну так на то и композит.

Я не в курсе этих технологий, то по тому, что я знаю, аморфное железо пока получается в небольших количествах, и оно дорого. При этом возможно только получение образцов с небольшими размерами. А из них нужно делать большие изделия, и при этом не потерять аморфность.

Насколько я знаю, барабанная технология даёт плёнки любых размеров. Вот только варить их не получится... Может, их можно электролизом клеить?

[Peter]

2 dan14444

Вы так красиво треплитесь... Вы бы поставили подпись на контракте? Вот нам на разработку 10 лимонов (руб), а иначе - штрафные санкции (поверьте, вполне адекватные вложению)? А за это я обязуюсь поставить в течение трех лет тонну фуллерена - 70. И у вас нет ничего. Ну, обычная лаборатория.
---------------------
Насчет усатости в материалах - есть хорошие файлы по усам боридов титана в титане. Если кому надо, скину/дам ссылку (с работы).

[mihalchuk]

Вообще-то нужны волокна, ориентированные по двум осям (это для цилиндра). Получить такое гидродинамикой затруднительно.

Первое что приходит в голову:
1. 2+ плёнки с перпендикулярными волокнами, сцеплять диффузией
2. на часть волокон вешаем заряд и разворачиваем полем (металл можно вообще потом электролизом вгонять)

Насочинать можно много чего. А вот сделать... У вас металл снимет весь заряд, а электролизный металл будет непрочен.

Это ещё следует доказать. Мне сиё утверждение не кажется очевидным.

То, что монокристалл прочнее аморфной массы? Неочевидно?   :shock:
Недостаток монокристаллов в хреновой устойчивости к пластическим деформациям, ну так на то и композит.

Не всё так просто. В композите есть ещё и наполнитель. А аморфная масса - сплошная. И вопрос практики: что легче сделать без дефектов?

Насколько я знаю, барабанная технология даёт плёнки любых размеров. Вот только варить их не получится... Может, их можно электролизом клеить?

Ну, не любых, но ощутимых по ширине. А вот по толщине... Впрочем, если кинете ссылку на что-нибудь свежее по этому вопросу, буду благодарен.

[dan14444]

Вы так красиво треплитесь... Вы бы поставили подпись на контракте? Вот нам на разработку 10 лимонов (руб), а иначе - штрафные санкции (поверьте, вполне адекватные вложению)? А за это я обязуюсь поставить в течение трех лет тонну фуллерена - 70. И у вас нет ничего. Ну, обычная лаборатория.

Шо я, с дуба рухнул? За $400000 такой проект делать? С нуля??? Да это только на зарплаты уйдёт - меньше чем за $4000 в месяц хорошего постдока найти нереально, и никаких "дешёвых отечественных кадров" тут нет - рынок вполне открытый.
Извольте оборудованную лабу (или отдельно деньги и время на неё), 5 лет и минимум на порядок большую сумму. Тогда какие-то технологические наработки обеспечу, включая статьи в Advanced Materials, Nano Letters и т.п. Возможно, дойдёт до патента. Но никаких гарантий именно тонны.
Это - нормальный расклад для американского академа, в котором я 12 лет работаю.

Хотите с гарантией - выделяйте НИИ, 5-10 лет, неограниченное финансирование (как на атомную бомбу) - тогда подпишусь.  

Насочинать можно много чего. А вот сделать... У вас металл снимет весь заряд, а электролизный металл будет непрочен.

Знаете, если б у меня была готовая технология - я б её здесь за так не описывал.  :wink:
Понятно, что ориентация зарядом - в электролите. Электролизный металл можно потом греть. Или ортогональную сетку (в металлодендритном матриксе мобыть, шоб гомогенность была?) заливать металлом, напылять металл, т.д. и т.п.
Я здесь всё же не грант пропозал пишу .

Не всё так просто. В композите есть ещё и наполнитель. А аморфная масса - сплошная.

Вы не поняли - в предлагаемом композите аморфный металл и есть наполнитель.

И вопрос практики: что легче сделать без дефектов?

А что с чем сравнивается?

Вообще, не забывайте - проектик предлагался как "безумный", на нобелевку в случае успеха.

Ну, не любых, но ощутимых по ширине.

Дык длинна барабана легко масштабируется. А ссылок у мэнэ под рукой нету - это не моя область.

[mihalchuk]

Не всё так просто. В композите есть ещё и наполнитель. А аморфная масса - сплошная.

Вы не поняли - в предлагаемом композите аморфный металл и есть наполнитель.

Ну, это, как бы вам сказать... фантастика, да ещё и лихая!

[dan14444]

Ну, это, как бы вам сказать... фантастика, да ещё и лихая!

Зато интересная. :lol:
Кстати, не вижу принципиальной невозможности наносить дендриты металла на барабан и заливать их металлом же. Не исключено, что что-то интересное получится. Правда, при таком подходе лучче брать другие волокна... :roll:

[sychbird]

Ну уж если фантазировать!

Растить объемное изделие на основе коллагенового каркаса в растворе, форма программируется через ДНК. Все прочие прибамбасы за счет последовательной смены растворов и био-агентов сборщиков.
Вчера читал аннотацию - рибосому уже вроде окучили.