超3 d印刷催化劑可以幫助解決過熱的挑戰超音速飛機,提供跨無數行業革命性的熱管理解決方案。澳大利亞墨爾本皇家墨爾本理工大學的研究人員開發的,高度通用的催化劑是具有成本效益的規模和簡單。團隊的實驗室演示顯示3 d印刷催化劑可能用于超音速飛行,同時冷卻系統。

該研究發表在皇家化學學會的雜志,化學通訊。首席研究員博士Selvakannan Periasamy說他們的工作解決的最大挑戰之一在超音速飛機的發展:控制難以置信的熱量,建立飛機飛行時超過五倍音速。

“我們的實驗室測試顯示3 d印刷我們催化劑的未來發展前景有很大的推動高超音速飛行,“Periasamy說。

“強大的和有效的,他們提供了一個激動人心的熱管理在航空——潛在的解決方案。“有了進一步發展,我們希望這新一代的高效3 d印刷催化劑可以用于轉換任何工業過程中過熱是一個無處不在的挑戰。”

需要,一種加速的需要只有少數實驗飛機已達到超音速速度(定義為馬赫以上5——超過每小時6100公里的速度或每秒1.7公里)。理論上,超音速飛機可以到紐約旅游的信息在不到90分鐘但是許多挑戰仍然存在發展的高超音速空中旅行,如極端熱水平。第一作者和博士研究員羅克珊Hubesch說使用燃料作為冷卻劑是一個最有前途的實驗方法的過熱問題。

”燃料,可以吸收熱量而驅動飛機是科學家的重點,但這個想法依賴heat-consuming需要高效催化劑的化學反應,”Hubesch說。“此外,熱交換器,燃料接觸催化劑必須盡可能小,由于嚴格的體積和重量限制在超音速飛機。”使新催化劑,團隊3 d印刷金屬合金制成的微型熱交換器和涂布用合成礦物稱為沸石。

研究人員在實驗室規模復制經歷極端的溫度和壓力燃料以超音速的速度,來測試他們的設計的功能。微型化學反應堆

當3 d印刷結構升溫,一些金屬進入沸石框架——這個過程新的催化劑的前所未有的效率的關鍵。“我們的3 d打印就像微型化學反應器和催化劑是什么讓他們如此有效的混合金屬和合成礦物質,“Hubesch說。

催化“這是一個令人興奮的新方向,但我們需要更多的研究來全面了解這一過程和識別金屬合金的最佳組合,最大的影響。”下一步的研究團隊RMIT中心的先進材料和化學工業(主科)包括優化3 d印刷催化劑通過x光同步技術和其它研究深入分析方法。

研究人員也希望工作的潛在的應用擴展到汽車空氣污染控制和微型設備改善室內空氣質量,在管理空中呼吸道病毒像COVID-19尤其重要。主科課程主任,特聘教授Suresh Bhargava說,萬億美元的化學工業主要是基于舊催化技術。

“這第三代催化可以與3 d打印技術來創建新的復雜的設計,以前不可能的,”Bhargava說。“我們的新的3 d印刷催化劑實際代表了一種激進的新方法,有可能徹底改變催化全世界的未來。”3 d印制催化劑生產使用激光粉末床融合(L-PBF)技術在數字制造工廠,RMIT先進制造區域的一部分。