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2009新技术崭露头角

作者:jnscsh   时间:2021-06-27 19:48:46   浏览次数:

尽管金融业的寒风席卷了全球,但科技的脚步并不会因此而停歇。2009年,又将会有哪些科技新品展现在人们的眼前呢?防爆气凝胶、汽车热能转换器、太阳能长航时无人机等新技术,均有可能在新的一年里“叱咤风云”。

防爆气凝胶:超强隔热挡炸药

气凝胶是世界上已知的密度最低的固体,极其微量的气凝胶,就能够抵挡1千克炸药的直接冲击。此外,气凝胶的特殊性质,令它能够承受超过1300℃的高温。从下一代网球拍到执行火星探险任务的宇航员所穿的超级隔热太空服,科学家们正在努力探索气凝胶的新用途。

气凝胶俗称“冷冻烟雾”,是通过提取硅胶中的水,然后用诸如二氧化碳之类的气体取代水的方法制成的。尽管气凝胶属于一种固体,但其99%是由气体构成,这使得它的外观看起来像烟雾一样。科学家们表示,因为它有数百万的小孔和褶皱,所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开,它将会铺满一个足球场那么大的地方。现在它正被用于研制成人类首次登陆火星时所穿的太空服的保温隔热衬里,一层18毫米厚的气凝胶将足以保护宇航员抵御零下130℃的低温。此外,气凝胶还有环保的优点,它被科学家们描述为“终极海绵”,其表面的数百万小孔使其成为在水中吸附污染物的理想材料。

目前,国外科学家正在积极研究气凝胶的应用途径。可以预见,这种神奇的物质将会被广泛地应用在各个领域。

汽车热能转换器:尾气热能代替空调

热能和电能是我们生活中最重要的能源形式,而热能也是能源消耗和浪费的一种主要形式。汽车因排放量不同、燃料不同,尾气热排放能力也有所不同,但是相同的是,这些600~1200℃的热量最后都是白白流失掉了的。热电材料能将热能转换为电能,使巨量的工业废热以及汽车尾气废热能源的回收和再利用成为可能。目前,某汽车公司正加紧制造一款新车,其最大特征就是在排气管周围安装热电装置。到了冬天,这一装置可有效地利用汽车尾气热能为乘客取暖,将燃料的燃烧效率提高5%。

汽车消耗的能量中有大约三分之一用于推动自身前进,另外的三分之二则以废热形式被辐射掉。制造者在汽车后排气管上安装能量转换器,能量转换器的电量输出端通过连接器连接汽车电池的输入端。汽车发动机工作时,通过后排气管排放高热量的尾气,能量转换器吸收热能并转换成电能,向电池充电。这种汽车尾气余热发电系统由发动机、催化转换器、消声器、后排气管构成。合理利用尾气热能,将使车内温度上升4~10℃,节省空调的耗能,并大大增加冬季时燃料的实际燃效。

太阳能长航时无人机:恶劣环境应对自如

人类在飞行器上应用太阳能最早是在20世纪60年代。理论上,飞机利用太阳能作能量来源,避免了传统机载燃料这一负担,能在空中连续飞行至少一夜、数周甚至更长的时间,这无疑将对科学研究或军事应用带来福音。特别是太阳能长航时无人机,由于它能在高空长航时飞行而有着十分广阔的应用前景。这种飞机在发生地震、洪灾或者森林火灾时,可以替代中断的通信,使受灾地区与外界保持联络;还能在台风上空飞行,跟踪和检测暴风雨;此外还能到核爆现场采样,在预定空域长时间盘旋侦查敌情,为战机指引攻击目标。

英国某公司日前推出了一种高空长航时无人机的原型机,称为“微风”,曾创下82小时的无人机不间断飞行新纪录。“微风”无人机采用超轻碳纤维材料,两个机翼上黏合着由非结晶质硅材料制造的太阳能电池板,其厚度仅相当于几张纸。飞机上携带的通信设备的质量也较以往大大减轻,只有2千克左右。该无人机通过地面遥控升空后,就可转为卫星导航自动驾驶模式。它能应付各种恶劣的自然环境,不管是飞行在炎热的热带沙漠上空,还是处于零下75℃的极寒空气中,外部环境都不会影响飞机零部件的正常运作。除了实施侦察任务外,高空长航时无人机最终可能会被当作通信中继平台使用。

压缩空气储能装置:把风能藏到罐子里

为了让风力发电厂在无风状态下仍旧正常工作,电力公司需要将达到实用规模的能量储存下来。美国桑迪亚国家实验室的工程师认为,透过将压缩过的空气存放在地下洞穴中,将可望协助减少一半的发电成本,使用压缩过的空气将使发电机在尖峰用电时间内更有效率。

压缩空气储能装置利用电能压缩空气并将之以能量的方式储存,接着利用压缩的空气来运转燃气涡轮机以产生电力,并将电力运回电网。虽然所有天然气涡轮发动机都各自有其压缩循环,但是,具有空气压缩系统的涡轮发动机较有效率,因为它们都使用预压缩空气。人们可通过恒压装置来释放被压缩空气,令这些空气在受控状态下持续稳定地输出,为需要驱动的设备提供能源,进行发电、驱动汽车和照明等。该装置可提供一种新型的环保型能源,在充分利用自然界能源的基础上达到无污染的功效。

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