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在美國空軍的資助之下,美國國家航空暨太空總署(NASA)與美國賓漢頓大學成功研制出氮化硼散熱涂料,可以承受更高溫度而使飛機飛行速度提升,未來10年內(nèi),飛機可能在不到1小時的時間用5倍音速從美國東岸飛到西岸!
早前氮化硼的單價高達每克1000美元,初步商業(yè)化之后小老百姓們也是坐不起的,第一波乘客名單必須留給那些時間等于金錢的商人,但這無礙于人們盡情想象未來的科幻式超音速旅游。
讓車輛、航空器等維持高速行駛的關鍵在于承受行進途中產(chǎn)生的強烈熱能,比如已經(jīng)退役的超音速客機「協(xié)和號」,其表面硬鋁材質(zhì)使飛機能在1.5萬米高空承受高達127℃的摩擦高溫,以2.02馬赫(即時速2474公里,1馬赫等于1倍音速)的速度飛行。當年,協(xié)和號客機從倫敦飛抵紐約僅耗時約2小時53分鐘,創(chuàng)下航班飛行最快紀錄。但是,除了穩(wěn)定的機身結構與輕重量外,涂覆飛機的材料更是飛機能否超音速飛行的關鍵。
NASA與美國賓漢頓大學合作進行有關超音速飛機的研究,并確定了以氮化硼納米管(boronnitridenanotube,縮寫B(tài)NNT)為機身涂覆材料,能承受比目前用于飛機的碳納米管高2倍的溫度。研究已發(fā)表在《科學報告》期刊。 碳納米管(Carbon Nanotube,縮寫CNT)是一種管狀碳分子,由于具超強的抗拉強度(比同體積鋼的強度高100倍)和耐受度(可承受高達400℃的溫度)而應用于高端航天或跑車,新的研究表明,氮化硼納米管可承受高達900℃的溫度,讓飛機以時速6400公里飛行,且比碳納米管還輕。
氮化硼納米管材料勢必首先應用于戰(zhàn)斗機或太空探測器,但只要10~20年,商業(yè)航空旅行的體驗將與如今大不相同,成為飛機的標準制造材料。除了應用在飛機表面外,氮化硼納米管也可添加到陶瓷或金屬,使其變得更堅固,在環(huán)保型汽車或納米電子學領域或許能有所貢獻。
目前氮化硼納米管材料的最大問題是價錢,每克要價1000美元,如此高昂的成本來生產(chǎn)產(chǎn)品是不切實際的。不過,高質(zhì)量的納米碳管在20年前也大約是這種價格,現(xiàn)在每克成本僅需10~20美元,賓漢頓大學機械工程系副教授Changhong Ke認為,氮化硼納米管也會走上類似的路。目前,NASA是全球少數(shù)能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)氮化硼納米管的機構之一,如果往后有更多研究介紹六方氮化硼的性能,或NASA具備量產(chǎn)技術,價格就會開始下跌。