జెట్ ఇంజన్లు ఇంజనీరింగ్ మానవుల యొక్క అత్యంత దవడ-పడే విన్యాసాలలో ఒకటి.
కానీ జెట్ ఇంజిన్లు సాధ్యం కాకూడదు అని వేల్స్లోని ఎక్విప్మెంట్ టెస్టింగ్ కంపెనీ మైక్రో మెటీరియల్స్లో మెటీరియల్ రీసెర్చ్ డైరెక్టర్ బెన్ బీక్ చెప్పారు.
“ప్రవేశించే గాలి లోహం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం కంటే వేడిగా ఉంటుంది – ఇది స్పష్టంగా మంచిది కాదు,” అతను వివరించాడు, ఈ గాలి 1,000C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు చేరుకుంటుంది.
జెట్ ఇంజిన్ల రూపకర్తలు దరఖాస్తు చేయడం ద్వారా ఈ సమస్యను అధిగమించారు వేడి-నిరోధక సిరామిక్ పూతలు ఇంజిన్ బ్లేడ్లకు. మరియు ఇప్పుడు, పరిశోధకులు ఇంకా బలమైన పూతలను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు, ఇవి ఇంజిన్లు ఇంకా వేడిగా నడుస్తాయి.
“మీరు దానిని వేడిగా ఉంచినట్లయితే, ఇంధనం మరియు CO2పై భారీ ఆదా అవుతుంది” అని డాక్టర్ బీక్ చెప్పారు. ఉష్ణోగ్రతను కేవలం 30C లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పెంచడం ద్వారా, మీరు 8% ఇంధన ఆదా పొందవచ్చు, అతను అంచనా వేసాడు.
ఇది పూత యొక్క శక్తి – అవి అంతర్లీన పదార్థం యొక్క కార్యాచరణ మరియు సామర్థ్యాలను సమూలంగా మారుస్తాయి. కొంతమంది వ్యక్తులు అవి ఎంత ముఖ్యమైనవో గ్రహించారు, కానీ ఈ అతివ్యాప్తులు మరియు పొరలు అధిక-పనితీరు గల మెషీన్లను సూపర్ఛార్జ్ చేయగలవు లేదా ఖరీదైన పరికరాలు అత్యంత కఠినమైన వాతావరణంలో ఉండేలా చూసుకోవచ్చు.
డాక్టర్ బీక్ మరియు అతని సహోద్యోగులు పూతలను వాటి పరిమితికి నెట్టడం బాధ్యత వహిస్తారు, అవి నిజంగా ఎంత బలంగా లేదా ప్రభావవంతంగా ఉన్నాయో చూడటానికి. అతని క్లయింట్లు ఎల్లప్పుడూ వారు కోరుకున్న ఫలితాలను పొందలేరు. అతను కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం క్షిపణి తయారీదారుతో, “మేము మీ పూతను విచ్ఛిన్నం చేసాము” అని చెప్పినట్లు గుర్తుచేసుకున్నాడు. “వారు హఫ్లో దూసుకుపోయారు” అని డాక్టర్ బీక్ చెప్పారు.
అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు పూతలను బహిర్గతం చేయడంతో పాటు, మైక్రో మెటీరియల్స్లో “వడ్పికర్” పరికరం కూడా ఉంది, ఇది ఒక చిన్న డైమండ్ స్టైలస్, ఇది దాని మన్నికను పరీక్షించడానికి యాదృచ్ఛిక ప్రదేశాలలో పదేపదే పూతని నొక్కుతుంది.
ఇటీవల, వివిధ కదిలే భాగాలలో ఉపయోగించే గేర్లు మరియు బేరింగ్లతో సహా ఉపగ్రహ భాగాలకు వర్తించే ఉత్పత్తిని పరీక్షించడానికి సంస్థ UK-ఆధారిత టీర్ కోటింగ్లతో కలిసి పనిచేసింది.
ఇది ఒక గమ్మత్తైన పని, కంపెనీ నుండి Xiaoling Zhang చెప్పారు, ఎందుకంటే పూత అటువంటి భాగాలను ప్రయోగానికి ముందు (భూమట్టంలో వాతావరణ తేమకు గురైనప్పుడు) మరియు కక్ష్యలో, దుమ్ము కణాలు మరియు అంతరిక్షంలో రేడియేషన్కు వ్యతిరేకంగా రక్షించాలి. అయితే, సంస్థ ఆశించిన ఫలితాలను సాధించిందని ఆమె పేర్కొంది.
కానీ వ్యోమనౌకలను రక్షించడంతో పాటు, పూతలు కూడా వ్యోమగాములు అనారోగ్యానికి గురికాకుండా ఆపగలవు.
బయోఫిల్మ్లు – పైపుల లోపల బ్యాక్టీరియా చేరడం – తక్కువ గురుత్వాకర్షణ వాతావరణంలో వేగంగా పెరుగుతాయినీటి సరఫరాలు లేదా యంత్రాల కోసం ఇది ఒక సమస్య కావచ్చు, ఉదాహరణకు అంతరిక్ష కేంద్రాలు లేదా భవిష్యత్ అంతరిక్ష నౌకలపై ద్రవాన్ని కదిలిస్తుంది.
మసాచుసెట్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో కృపా వారణాసి మాట్లాడుతూ, “బయోఫిల్మ్లు యాంత్రిక వైఫల్యాలకు కారణమవుతున్నాయి. “మీకు ఇది వద్దు.”
ప్రొఫెసర్ వారణాసి మరియు అతని సహచరులు ఉపరితలాలను జారేలా చేసే మరియు బయోఫిల్మ్ల ఏర్పాటుకు నిరోధకతను కలిగించే పూతలను అభివృద్ధి చేశారు. ఇంటర్నేషనల్ స్పేస్ స్టేషన్లో చేసిన ప్రయోగంలో అలాంటి ఒక పూత యొక్క పరీక్షలు దానిని కనుగొన్నాయి అనుకున్న విధంగా పనిచేశారు.
పూత వెనుక ఉన్న ఆలోచన ఏమిటంటే ఘన పదార్థం మరియు కందెన కలపడం. ఇది పైపు లేదా ట్యూబ్ లోపలి భాగంలో స్ప్రే చేయబడుతుంది, ఇది లోపలి ఉపరితలం చాలా జారేలా చేస్తుంది.
ప్రొఫెసర్ వారణాసి గతంలో ఇలాంటి పూతలను అభివృద్ధి చేయడంలో ముఖ్యాంశాలుగా నిలిచారు టూత్పేస్ట్ ప్యాకెట్ల లోపలి భాగం – కాబట్టి మీరు ప్రతి చివరి బిట్ టూత్పేస్ట్ను బయటకు తీయవచ్చు. అతను మరియు అతని సహచరులు తమ స్పిన్-అవుట్ కంపెనీ లిక్విగ్లైడ్ ద్వారా సాంకేతికతను వాణిజ్యీకరించారు.
జారే, బహుశా, తక్కువ అంచనా వేయబడిన లక్షణం. నార్వేజియన్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో నూరియా ఎస్పల్లార్గాస్ మరియు సహచరులు అల్యూమినియం తయారీ లేదా మరమ్మత్తులో ఉపయోగించే పరికరాల కోసం సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆధారిత పూతను అభివృద్ధి చేశారు.
ఇది ఒక విధమైన నాన్-స్టిక్ ఫ్రైయింగ్ పాన్ సొల్యూషన్, అంటే కరిగిన అల్యూమినియం పొరలు ఈ ఖరీదైన సామగ్రిపై చిక్కుకోవు. ఈ ప్రత్యేక పూత యొక్క ఖచ్చితమైన పనితీరు ప్రస్తుతం ఒక రహస్యంగా ఉంది.
“నిజాయితీగా చెప్పాలంటే, ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో మాకు నిజంగా తెలియదు, ప్రస్తుతానికి మెకానిజం తెలియదు” అని ప్రొఫెసర్ ఎస్పల్లార్గాస్ చెప్పారు.
అయినప్పటికీ, ఆమె స్పిన్-అవుట్ కంపెనీ సెరమ్ కోటింగ్స్ ద్వారా పూత వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉంది. అట్లాస్ మెషిన్ అండ్ సప్లై, పారిశ్రామిక యంత్రాలను తయారు చేసే మరియు మరమ్మతులు చేసే US సంస్థ దీనిని ప్రయత్నించింది.
“నిజమైన ప్రయోజనం సాధనాల జీవితాన్ని పొడిగించడం మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉత్పత్తుల నాణ్యతను మెరుగుపరచడం” అని చీఫ్ ఇన్నోవేషన్ ఆఫీసర్ జెరెమీ రైడ్బర్గ్ చెప్పారు.
పూత లేకుండా, అట్లాస్ ప్రతి రెండు రోజులకు అల్యూమినియం పని చేయడానికి ఉపయోగించే రోలర్ సాధనాలను పునర్నిర్మించాలని అతను చెప్పాడు. దీనికి సంవత్సరానికి $4.5m ఖర్చవుతుంది. కానీ కొత్త పూత అంటే ఈ సాధనాలు కేవలం రెండు రోజులు మాత్రమే కాకుండా ఒక వారం మొత్తం కొనసాగుతాయి, ఆ పునర్నిర్మాణ ఖర్చులను సంవత్సరానికి సుమారు $1.3m వరకు తగ్గిస్తుంది.
పూతలు కొన్ని అద్భుతమైన పనులను చేయగలవు, కానీ అవి ఎల్లప్పుడూ ఉద్దేశించిన విధంగా పని చేయవు, పూతలు తప్పుగా ఉన్నప్పుడు దర్యాప్తు చేయడానికి తరచుగా పిలవబడే సంస్థ అయిన సఫీనా గ్రూప్లో మేనేజింగ్ డైరెక్టర్ ఆండీ హాప్కిన్సన్ పేర్కొన్నారు.
“మేము ప్రస్తుతం కార్ పార్క్లతో చాలా సమస్యలను చూస్తున్నాము, అక్కడ వాటి నిష్క్రియ అగ్ని రక్షణ వ్యవస్థ తొలగిపోతుంది,” అని అతను చెప్పాడు, కొన్నిసార్లు కాంక్రీట్ నిర్మాణాలకు వర్తించే అగ్ని-నిరోధక పెయింట్ గురించి ప్రస్తావిస్తూ.
మరియు అతని కంపెనీ కమర్షియల్ షిప్లకు పూత పూయడం ఎల్లప్పుడూ బార్నాకిల్స్ మరియు ఇతర సముద్ర జీవులను పొట్టుకు అంటుకోకుండా నిరోధించదని కనుగొంది. బయోఫౌలింగ్ అని పిలువబడే ఈ సమస్య ఘర్షణను పెంచుతుంది, అంటే ఓడ యొక్క ఇంజిన్ కష్టపడి పని చేయాలి – మరియు మరింత ఇంధనాన్ని కాల్చండి.
సహాయం చేస్తామని వాగ్దానం చేసే పూతలు అందుబాటులో ఉన్నప్పటికీ, ఓడ యజమానులు ఎల్లప్పుడూ తమ నౌకకు సరైనదాన్ని ఎంచుకోరు. ఆ ఎంపిక ఓడ ఎక్కడ ప్రయాణిస్తున్నది, అది ఎంతసేపు చలనంలో కాకుండా పనిలేకుండా ఉంటుంది మరియు తదితరాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, డాక్టర్ హాప్కిన్సన్ చెప్పారు.
ఇలాంటి సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అయ్యే ఖర్చు అనేక వేల లేదా మిలియన్ల పౌండ్ల వరకు ఉంటుంది. “సాధారణంగా, పెయింట్ ఖర్చు ప్రాజెక్ట్లో 1 మరియు 2% మధ్య ఉంటుంది. సమస్య ఏమిటంటే, అది తప్పు అయినప్పుడు, ఖర్చులు విపరీతంగా మారతాయి, ”అని మిస్టర్ హాప్కిన్సన్ చెప్పారు.
అయితే, ఈ రంగంలో పనిచేస్తున్న పరిశోధకులు, పూతలను మెరుగుపరచడానికి మరియు భవిష్యత్తులో యంత్రాలు లేదా అవస్థాపన పనితీరును బాగా మెరుగుపరిచే కొత్త వాటిని అభివృద్ధి చేయడానికి ఇంకా చాలా అవకాశాలు ఉన్నాయని చెప్పారు.