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NASA开发新碳纳米管望远镜 意义等同哈勃

2016-07-15 09:50:49
作者:本网整理
来源:Engadget中文站

最近,NASA Goddard的一个科学家小组团队开发出了一种全新的轻量级、低成本小型望远镜,而这些望远镜可以被使用在CubeSat卫星中。这些CubeSat迷你卫星主要被用于NASA向太空发射各种实验性装置,并且成本要比普通的卫星低很多。据悉,普通望远镜都是由铝或玻璃材质组成,而这种新型望远镜则使用了碳纳米管,并且嵌入到了环氧树脂中。由于碳纳米管的强度很高,具有相当的硬度,因此是一种非常有效的热道导体。同时它也无需在制作的过程中进行抛光处理,能进一步降低成本。

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    最近,NASA Goddard的一个科学家小组团队开发出了一种全新的轻量级、低成本小型望远镜,而这些望远镜可以被使用在CubeSat卫星中。这些CubeSat迷你卫星主要被用于NASA向太空发射各种实验性装置,并且成本要比普通的卫星低很多。而这种小型望远镜可以感知紫外线、可见光及红外波长,并且可以被内置到CubeSat卫星中,让NASA用更廉价的方式探索太空。显然,也许这种望远镜不会像哈勃等超级望远镜那样传回高分辨率图像,但是该小组表示这种新型望远镜将成为探索宇宙的另一种伟大工具,并且被使用在更多的太空任务中。而这也可能是第一款使用新的碳纳米管材质设计的望远镜。


    据悉,普通望远镜都是由铝或玻璃材质组成,而这种新型望远镜则使用了碳纳米管,并且嵌入到了环氧树脂中。由于碳纳米管的强度很高,具有相当的硬度,因此是一种非常有效的热道导体。同时它也无需在制作的过程中进行抛光处理,能进一步降低成本。


    虽然NASA的科学家们计划未来使用这种新型望远镜,但是在大范围应用之前还需要相当长的时间。毕竟碳纳米管是一种全新的技术,在送往太空之前需要进行大量的测试。


   
延伸阅读


    碳纳米管具有良好的力学性能,CNTs抗拉强度达到50~200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6,至少比常规石墨纤维高一个数量级;它的弹性模量可达1TPa,与金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管,其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似,但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性,给复合材料的性能带来极大的改善。用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、屏蔽无线电波。使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高,不易对环境造成影响。碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高,抗冲击性能好。碳纳米管上由于存在五元环的缺陷,增强了反应活性,在高温和其他物质存在的条件下,碳纳米管容易在端面处打开,形成一个管子,极易被金属浸润、和金属形成金属基复合材料。这样的材料强度高、模量高、耐高温、热膨胀系数小、抵抗热变性能强。


    碳纳米管的硬度与金刚石相当,却拥有良好的柔韧性,可以拉伸。在工业上常用的增强型纤维中,决定强度的一个关键因素是长径比,即长度和直径之比。材料工程师希望得到的长径比至少是20:1,而碳纳米管的长径比一般在1000:1以上,是理想的高强度纤维材料。2000年10月,美国宾州州立大学的研究人员称,碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。

 

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责任编辑:刘洋

标签: NASA, 碳纳米管, 复合材料, 强度, 硬度, 哈勃望远镜

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