حرکت گرما در مواد با سرعت صوت!

محققان موفق به ضبط اولین فیلمی شدند که چگونگی حرکت گرما از موادی در مقیاس نانو را که با سرعت صوت سفر می‌کنند را نشان می‌دهد.

ایسنا: محققان موفق به ضبط اولین فیلمی شدند که چگونگی حرکت گرما از موادی در مقیاس نانو را که با سرعت صوت سفر می‌کنند را نشان می‌دهد.

این تحقیق که توسط دانشگاه مینه سوتا در آمریکا انجام شده به ارائه بینش‌های بی‌سابقه‌ای از ویژگی‌های فردی اتمی و در مقیاس نانو می‌پردازد که می‌تواند به طراحی مواد بهتر و کارآمد‌تر با طیف گسترده‌ای از کاربردهای مختلف بپردازد.

این فیلم پیشگامانه با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی فوق سریع به نام FEI Tecnai Femto ، که قادر به بررسی پویایی مواد در مقیاس اتمی و مولکولی در طول زمان فمتوثانیه (یعنی یک میلیون میلیاردم ثانیه) می‌باشد، ساخته شده است.

محققان در این پژوهش از یک پالس لیزری کوتاه برای تحریک الکترون‌ها و گرم کردن خیلی سریع مواد نیمه‌رسانای کریستالی، مانند تنگستن و ژرمانیم استفاده کردند. سپس آنها فیلم‌هایی با حرکت آهسته (که سرعت آن بیش از یک میلیارد برابر سرعت نرمال کاهش یافته بود) از امواج حاصل از انرژی که در این کریستال‌ها جریان داشت را ضبط کردند.

به گفته محققان این پژوهش، جنبش حرارت در این مواد مانند امواج بوجود آمده در یک برکه پس از افتادن یک سنگ در آن است. این فیلم‌ها نشان دهنده حرکت امواج انرژی در حدود 6 نانومتر (0.000000006 متر) در پیکو ثانیه (0.000000000001 ثانیه) است.

به گفته این محققان، نقشه برداری از نوسانات انرژی، به نام فونون‌ها در مقیاس نانو برای توسعه یک درک دقیق از اصول حرکت حرارتی انرژی، امری حیاتی است. این فیلم‌های ضبط شده می‌تواند به توسعه مواد کارآمد‌تر و بهتر برای لوازم الکترونیک و انرژی‌ جایگزین کمک کند. دانشمندان و مهندسان در بسیاری از برنامه‌های کاربردی، خواستار درک حرکت انرژی گرمایی، کنترل و جمع آوری آن و دور کردن سریع آن از اجزای حساس هستند.

این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.

اوج‌گیری هواپیمایی با شش برابر سرعت صوت در آینده+ تصاویر

اوج‌گیری هواپیمایی با شش برابر سرعت صوت در آینده+ تصاویر

زمانی که «پرنده سیاه SR-71» در سال 1998 بازنشسته شد، نه تنها یکی از پیشرفته‌ترین هواپیماها بلکه یکی از زیباترین سامانه‌های هوانوردی تا آن زمان به شمار می‌آمد.هم‌اکنون تجهیزات Skunk Works متعلق به لاکهید مارتین از نسل بعدی این پرنده سیاه به نام SR-72 رونمایی کرده است.
با استفاده از طراحی موتور مافوق‌صوت جدید که توربین‌ها و رمجت‌ها را ترکیب می‌کند، این شرکت اعلام کرده که SR-72 بدون سرنشین با سرعت کروز شش ماخ، دو برابر سریع‌تر از نسل ماقبل خود است.پرنده سیاه SR-71 یکی از بهترین هواپیماهای تاریخ بود و اوایل دهه 1960 و طی جنگ سرد، توسط لاکهید مارتین و در تجهیزات سری آن به نام Skunk Works ساخته شد.

این سامانه از سال 1966 تا سال 1998 پرواز کرد و پوشش سایه‌رنگ آن بدنه تیتانیومی بی‌سابقه‌اش را می‌پوشاند.تکنولوژی مزبور به عنوان پلت‌فرمی طراحی شد که قادر بود پنج هزار و 400 کیلومتر را با سرعت‌های مافوق‌صوت ثابت و در ارتفاع 24 هزار متری طی کند.پرنده سیاه می‌توانست با سرعت و در ارتفاع بالا پرواز کند و از موشک‌های دشمن بگریزد.

فناوری موردبحث طی سال‌ها پیشرفت کرد، زیرا گرمای تولیدشده در پرواز به اندازه‌ای زیاد بود که بدنه تیتانیومی آن حرارت داده می‌شد.پرنده SR-71 همچنین به خاطر رکوردزنی‌هایش شهره خاص و عام بود و سریع‌ترین هواپیمای سرنشین‌دار عملیاتی بود که با پرواز ثابت به ارتفاع 25 هزار و 929 متری می‌رسید و هنوز هم این رکورد سرعت را در اختیار دارد.

در تاریخ یکم سپتامبر سال 1976، یک فروند پرنده سیاه SR-71 متعلق به نیروی هوایی امریکا ظرف یک ساعت و 54 دقیقه و 56.4 ثانیه با سرعت اوج حدود 3.2 ماخ از نیویورک به لندن سفر کرد و تا به امروز هیچ هواپیمایی با این عملکرد رقابت نکرده است.این پرنده سیاه رکوردهای دیگری از خود به جا گذاشت و پس از جنگ سرد، بسیاری از نمونه‌های آن به موزه‌ها منتقل شدند، زیرا برنامه استفاده از آن‌ها به پایان رسیده بود.

سال 1990 و زمانی که SR-71 به موسسه اسمیتسونیان تحویل داده شد، چهار رکورد سرعت را با پرواز از لس‌آنجلس به اوهایو به نام خود ثبت کرده بود.گفته می‌شود، یک هواپیمای نمایشی SR-72 تا سال 2018 پرواز می‌کند و نمونه عملیاتی آن نیز در سال 2030 اوج می‌گیرد.

هواپیمای مافوق صوت با شش برابر سرعت صوت

هواپیمای مافوق صوت با شش برابر سرعت صوت

هواپیمای مافوق صوت با شش برابر سرعت صوت

هواپیمای مافوق صوت با شش برابر سرعت صوت

هواپیمای مافوق صوت با شش برابر سرعت صوت

منبع:isna.ir