فناوری نانو در صنعت هوا و فضا

فناوری نانو در صنعت هوا و فضا
نانو حسگرها در آينده نه چندان دور ، حسگرهايي به اندازه مولكول ساخته خواهند شد. اين نانو حسگرها داخل سلولهاي بدن فضانوردان قرار مي‌گيرند تا به محض احساس ضربات تشعشعهاي فضايي ، هشدارهاي لازم را جهت حفظ سلامت فضانوردان ارسال كنند. البته اين فناوري هنوز هم جاي پبشرفت دارد و دانشمندان و محققان ناسا براي پيشرفت آن در حال كوشش هستند. وجود چنين حسگرهايي موجب افزايش ايمني بدن فضانوردان خواهد شد، به گونه‌اي كه به محض مشاهده كوچكترين علايم بيماري زا ، حتي قبل از بروز علائم ظاهري ، سلولهاي بدن فضانوردان توسط همين نانوحسگرها برانگيخته خواهند شد. خرید بلیط هواپیما براي مثال وقتي كه يك موتور بسيار كوچك ، ولي زيان بار ، در حال رشد در بدن فضانورد باشد، بلافاصله شناسايي و علائم لازم توسط نانوحسگرها ارسال خواهد شد. توانايي يافتن تغييرات ميكروسكوپي داخل سلولها يك لطف بزرگ و پزشكي فضايي است. دانشمندان مي خواهند هنگامي كه بدن يك فضانورد در وضعيت بدي قرار گرفته، يا وقتي كه فعاليت ويروس مهاجم در مراحل اوليه فعاليت است نانوحسگرها علايم لازم را ارسال كنند تا پيشگيريهاي لازم صورت پذيرد. شايد وجود چنين امكاناتي گره گشاي بسياري از مشكلات فضانورداني باشد كه براي مدتهاي طولاني در مريخ ، ماه و يا ساير سيارات ماندگار خواهند بود.   نانو لوله‌هاي كربني نانو لوله‌هاي كربني نيز از دستاوردهاي نانو فناوري هستند. اين مواد بسيار سبك ، داراي قابليتهاي زيادي از جمله ذخيره انرژي زياد و مقاوم به تشعشعات گوناگون هستند. يكي از محققان موفق به توليد ورقه‌هاي شفافي ازنانو لوله كربني شده‌اند كه از ورقه‌هاي فولادي هم وزن بسيار مستحكم‌تر مي‌باشند.نانو لوله‌هاي كربني ذرات بسيار كوچكي هم مانند رشته‌هاي نامرئي هستند. ميليونها قطعه از اين رشته‌هاي نامرئي باهم تركيب مي‌شوند و مواد مفيد و قابل مشاهده‌اي بوجود مي‌آورند. خواص مفيد مكانيكي و الكتريي زيادي در اين مواد نهفته است كه در صنعت فضا بسيار كاربرد دارند. به عنوان مثال ساخت فضاپيماي سبك ، قوي و مقاوم در برابر تشعشعهاي فضايي با چنين موادي امكان پذير شده است. صرفه وزني نانو لوله هاي كربني براي فضاپيماها از نظر صرفه جويي سوخت تأثير بزرگتري نسبت به صنعت خودرو برجا خواهد گذاشت و قابليت ارسال محموله هاي بزرگتر به مدار و افزايش برد موشك ها را به همراه خواهد داشت. فضاپيماها معمولاً در ورود به جو در اثر مواجهه با يك دماي بسيار بالا از بين مي روند و قابل استفاده مجدد نيستند. مقاومت حرارتي براي مواجهه با دماهاي بالاي هنگام بازگشت به جو خواسته اي است كه نانولوله هاي كربني به دليل هدايت حرارتي بالاي خود مي توانند پاسخ گو باشند. نانولوله هاي كربني توانايي تحمل دماهاي بسيار بالا را دارند.   پرنده‌هاي جاسوسي كوچك (نانو پرنده‌ها) براي توليد پرنده‌هاي جاسوسي ، سرمايه گذاريهاي زيادي انجام شده است. دانشمندان با الگو برداري از حركات انواع پرندگان و حشرات در صدد توليد پرنده‌هاي جاسوسي كوچك موسوم به نانو پرنده هستند. نانو فناوري در توليد چنين موجودات ريز بسيار كاربرد دارد. محققان دانشگاه فلوريدا در پژوهشي كه انجام داده‌اند، موفق به ساخت يك هواپيماي جاسوسي شده‌اند كه از حركات يك نوع پرنده دريايي تقليد مي‌كند. اين هواپيماي جاسوسي بدون سرنشين ، فقط 50 گرم وزن دارد و سازندگان اين پرنده ترجيح مي‌دهند براي كامل كردن آن از تجهيزاتي متشكل از نانو مواد ، نانوحسگرها و ديگر محصولات نانو فناوري استفاده كنند. اين نانو پرنده قابليت پرواز در مناطق تنگ را داشته و مي‌تواند با توجه به وضعيتهاي گوناگون ، حالت بالهايش را تغيير دهد. براي اعزام اين پرنده چابك به مأموريتهاي داخل شهر ، مجموعه كاملي از دوربينهاي مجهز و كوچك نيز روي آن كار گذاشته خواهد شد. هواپيماها و موشك ها 1- پنجره ها در هواپيماها و موشك ها براي مشاهده بيرون، توسط انسان و يا حسگرها مورد استفاده قرار مي گيرد، اين پوشش ها بايد به اندازه كافي استحكام داشته باشند و بتوانند برخورد قطعات خارجي را در سرعتهاي بالا تحمل كرده و در عين حال شفافيت خود را نيز حفظ نمايند. استفاده از نانومواد براي بهبود پنجره هواپيماها و موشك ها، در برنامه هاي مختلفي دنبال مي شود. پنجره هاي جديد شفاف، قابليت پراكنده كردن بارهاي الكترواستاتيكي ايجاد شده در كابين را نيز دارند. پنجره هاي امروزي به بيش از 6 لايه براي رسيدن به خواص مورد احتياج، نياز دارند و هدف رسيدن به پنجره اي دولايه است.   2- در مورد روغن و روان كننده ها، نانوذرات مي توانند اثرات قابل توجهي داشته باشند، به گونه اي كه با كوچك شدن ابعاد ذرات، روغن كاري بهتري صورت گرفته و با داشتن خواصي چون آب گريزي، از آسيب رسيدن به قطعات متحرك جلوگيري كنند. استفاده از نانوذرات در روان كننده ها، نتايج زيادي  را در بردارد. اول اينكه آنها اصطكاك و فرسودگي قطعات را هفت برابر بهتر از روان سازهاي تجاري كاهش مي دهند. آنها با افزايش بازدهي استاندارد روغن، نياز به روغن كاري را كاهش مي دهند كه باعث ذخيره انرژي، كاهش هزينه هاي جاري، نگه داري داخلي ارزان تر، دقت بيشتر بخش هاي مختلف و حفظ محيط زيست مي شود. همچنين به دليل كم كردن اصطكاك، با كاهش صدا، ارتعاش و گرما مواجه هستيم. ساخت پهپادها يكي از كاربردهاي فناوري نانو در حيطه هاي هوايي ساخت پهپادها است. پهپاد مخفف تركيب اسمي پرنده هدايت پذير از دور است. صرف نظر از كاربردهاي نظامي پهپاد مي تواند يك ابزار بسيار موثر در پايش آلودگي هوا، سمپاشي زمين هاي وسيع كشاورزي و مصارف ديگر باشد. جسم پرنده اي كه بدون حضور عامل انساني در خود آن، با برنامه ريزي يا كنترل از راه دور قادر به پرواز و به عبارت ديگر يك هواپيماي بدون خلبان است. كاربرد اين پرنده مي تواند نظامي يا غيرنظامي باشد. به دليل عدم وجود خطر جاني براي انسان اين پرنده مي تواند به هر نقطه اي هدايت شود و عمليات با اهداف خاص را انجام دهد. اين پرنده ها بسيار متنوعند و در ابعاد و اشكال مختلف با ساز و كار و خصوصيات منحصر به فرد ساخته مي شود. مي توانند به ابعاد يك حشره يا بزرگ تر از هواپيماهاي جت باشند. طراحي و ساخت اين پرنده ها در سراسر دنيا انجام مي شود. پهپاد شامل يك بدنه با يك چارچوب يا شاسي است. مجموعه چرخ ها توسط شاسي نگه داشته شده اند و موتور محركه پهپاد هم با شاسي حمل مي شود. موتور مي تواند موتور بنزيني يا الكتريكي باشد. موتورهاي الكتريكي مي توانند با منابع مختلف شامل باتري ها يا پيل سوختي انرژي اوليه خود را تامين نمايند. نيروي محركه (موتور، سازنده، توان، سوخت و حداكثر ظرفيت سوخت)، وزن خالي پرونده و وزن سوخت (چگالي و جنس اجزا)، حداكثر وزن، ابعاد (طول و ارتفاع و طول بال ها) از مولفه هاي ساخت پهپاد به شمار مي روند. در كاربردهاي نظامي وزن اين پرنده ها بيشتر است.  
پهپاد شامل يك بدنه با يك چارچوب يا شاسي است. مجموعه چرخ ها توسط شاسي نگه داشته شده اند و موتور محركه پهپاد هم با شاسي حمل مي شود. موتور مي تواند موتور بنزيني يا الكتريكي باشد
پهپادهاي غيرنظامي براي بازي، نقشه برداري، تبليغات، مخابرات، تحقيقات پروازي و جوي، كشاورزي و زيست محيطي و تحقيقات آب و هوايي استفاده مي شوند. اما پهپادهاي نظامي در كاربردهاي تجسسي، تهاجمي و انهدامي، پشتيباني، تحقيقات پروازي، فريب دهندگي، مرزباني و جنگ الكترونيكي استفاده مي شوند. مشابه دريايي چنين پرنده هايي هم وجود دارد. اين قابليت ها از فناوري نانو در پهپادها اهميت دارد: افزايش توان باتري ها، كاهش وزن و افزايش استحكام، نفوذپذيري و قابليت هاي شناسايي و برنامه ريزي، استتار و ..

نظرات 3


ثبت نظر درباره «فناوری نانو در صنعت هوا و فضا»

پرسش ها و دیدگاهتان را درمورد این مطلب بنویسید