كيف نمنع السوائل شديدة البرودة من الغليان أثناء النقل؟ يكمن الجواب، الذي غالبًا ما يكون غير مرئي، في عجائب...الأنابيب المعزولة بالفراغ (VIPs)وخراطيم معزولة بالفراغ (VIHs)لكن ليس الفراغ وحده هو من يقوم بهذه المهمة الشاقة هذه الأيام. ثورة هادئة تجري الآن، وتتعلق بمواد صناعة هذه الأنابيب والخراطيم. نحن نتحدث عن تحول جذري في علم المواد، والنتائج مبهرة حقًا.

بالتأكيد، يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ موثوقًا، ولكن عند التعامل مع سوائل أبرد من الفضاء الخارجي، فإنه لا يكفي دائمًا. يسمح الفولاذ المقاوم للصدأ العادي بتسرب الحرارة، مما يؤدي إلى غليان السائل الثمين. وهذا يُهدر المال والكفاءة. وهنا يأتي دور الفولاذ المُسبَك الفاخر. تخيّلها كأقارب الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر برودةً ورياضيةً. صُممت لتوصيل حرارة أقل دون التضحية بالقوة. تخيّل التوفير!

حسنًا، تخيّل هذا: أنت تُطلق صاروخًا. كل غرام له قيمته، أليس كذلك؟ لهذا السبب تُحدث المركبات ضجة في...أنبوب معزول بالفراغوخرطوم معزول بالفراغهذه المواد، مثل البوليمرات المقواة بألياف الكربون (CFRPs)، قوية للغاية وخفيفة الوزن للغاية. بالإضافة إلى ذلك، فهي سيئة التوصيل للحرارة. الجانب السلبي؟ العمل مع المواد المركبة في درجات حرارة منخفضة جدًا أمرٌ صعب. يجب على المهندسين أن يكونوا أكثر براعة في استخدام المواد اللاصقة والطلاءات. ولكن عندما يتكامل كل ذلك، تكون النتيجة أنبوبًا أو خرطومًا لا يقاوم البرد القارس والجاذبية.

تخيل العزل كمعطف شتوي لأنابيب التبريد. كلما كان المعطف أفضل، قلّت الحرارة الداخلة. الآن، تخيل معطفًا شتويًا مصنوعًا من مادة خفيفة ورقيقة للغاية، لدرجة أنها لا تُشبه أي شيء. هذا ما تعد به المواد النانوية مثل الهلام الهوائي. تحتوي هذه المواد على كمية كبيرة من الهواء بداخلها، مما يجعلها بمثابة حاجز نهائي. هذا يعني أنه عند استخدامها في جيل جديد من...الأنابيب المعزولة بالفراغ (VIPs)وخراطيم معزولة بالفراغ (VIHs)تصبح خسائر السوائل ضئيلة. تُمثل الهلاميات الهوائية تقدمًا هائلًا.

لنكن واقعيين: كل هذا العلم المادي ليس زهيد الثمن. كما يتطلب العمل بهذه المواد الجديدة خبرة عملية واسعة. لكن العائد هائل: أنظمة أكثر كفاءة، وتكاليف تشغيل أقل، وبصمة بيئية أصغر. مع تقدمنا ​​نحو مستقبل تتزايد فيه أهمية تقنيات التبريد العميق (مثل وقود الهيدروجين، والحوسبة الكمومية، وحتى السفر إلى الفضاء)، ستصبح هذه المواد المتقدمة ضرورية للغاية.

في المرة القادمة التي ترى فيهاأنبوب معزول بالفراغوخرطوم معزول بالفراغخصص لحظة لتقدير علم المواد الخفي الذي يجعل كل ذلك ممكنًا. من الفولاذ المُسبَك إلى المُركَّبات خفيفة الوزن إلى المواد النانوية الثورية، تُغيِّر هذه التطورات بهدوء عالم التبريد العميق، درجةً تلو الأخرى. عندما يتضمن أكثر من 10% من النصالأنابيب المعزولة بالفراغ (VIPs)وخراطيم معزولة بالفراغ (VIHs)سيؤثر بشكل كبير على تحسين محركات البحث.