science
Une nouvelle stratégie de microfabrication pour une peau de requin artificielle 3D multifonctionnelle
Biomimétisme : de la peau naturelle de requin à la peau de requin artificielle en 3D Crédit : Université de Hanyang
Dans la nature, les requins nagent à grande vitesse dans les profondeurs océaniques en raison de leur grande capacité à réduire la traînée. Les écoulements d’eau autour de la peau du requin sont perturbés par des structures microscopiques qui se chevauchent et se chevauchent, appelées denticules. En plus de cette rugosité de surface, l’eau glisse à une interface solide-liquide avec de nombreuses microbilles en forme de rainures sur des microcellules individuelles.
De plus, la peau de requin présente une haute résistance à la pénétration en raison de sa structure à quatre couches allant de l’émail au derme. Il existe des gradations mécaniques avec des couches dures et molles de l’extérieur vers l’intérieur de la peau de requin.
La peau de requin unique et fonctionnelle trouvée dans la nature est la motivation derrière cette étude publiée dans Matériaux avancés, le premier à fabriquer des microparticules tridimensionnelles (3D) entrelacées avec des microparticules pointues. La peau de requin artificielle 3D permet de multiples fonctions en imitant les caractéristiques morphologiques et physiques de la peau de requin naturelle.
De nombreuses études antérieures ont été menées pour développer une peau de requin artificielle qui imite la peau de requin naturelle avec des avantages fonctionnels. Cependant, il était difficile de former une morphologie 3D imbriquée tout en conservant la forme des microplaques sur les microparticules. Les déformations thermiques indésirables restent un problème pour les microdents à base de polymère qui sont périodiquement disposées avec un espacement étroit.
Pour résoudre ce problème, Wei et ses collègues ont fabriqué de petites particules à texture nervurée en utilisant un composite de particules magnétiques et de polymères flexibles. Ensuite, les microcellules 3D ont été amenées à se plier jusqu’à ce qu’elles se chevauchent sous un champ magnétique externe.
Bien que ce concept soit intéressant, il est nécessaire de corriger cette interférence magnétique pour activer la peau de requin lorsque le champ magnétique est supprimé. « Nous avons récemment développé une stratégie de stabilisation chimique de la forme pour fabriquer des peaux de requin imbriquées en 3D », a déclaré Jeong Jae-wei, professeur au Département de technologie organique et nano-ingénierie de l’Université de Hanyang.
« Les fines particules doivent être exécutées dans la direction opposée pour recouvrir une fine couche de résine polymère liquide sur la peau du requin. Après avoir changé l’exécution dans le sens avant, une fine couche de polymère est traitée, ce qui complète la microfabrication du requin artificiel 3D. peau soumise à des interférences magnétiques statiques », a déclaré Jeong Eun. Park, premier auteur de l’étude publiée :
« Le point unique de ce travail est la capacité de la peau de requin artificielle en 3D à présenter de multiples fonctions, alors que d’autres études n’ont pu documenter qu’une ou deux caractéristiques », a déclaré Seung-Joo Lee, collaborateur de Wei, de l’Université d’Ulsan.
L’équipe de recherche a démontré pour la première fois la réduction de la traînée, une fonction représentative de la peau naturelle du requin. La peau de requin synthétique 3D hydrophobe réduit la traînée lorsque l’eau s’écoule vers l’avant des microbilles.
« Dans la peau de requin hydrophobe, des bulles d’air de petite taille sont piégées entre des microcellules qui se chevauchent, provoquant le glissement de la couche d’eau sur les bulles d’air », a ajouté Rokyun Kwak, collaborateur de Wei, de l’Université de Hanyang.
En plus de cette fonction de réduction de la traînée, la peau de requin artificielle 3D présente un faible frottement lorsque l’échantillon est rayé vers l’avant et une résistance mécanique élevée avec récupération structurelle, grâce à la structure microorganelle entrelacée.
« Il est intéressant de noter que ces fonctions peuvent être améliorées en enduisant la peau de requin à base de polymère, mécaniquement douce, d’une couche nano-fine d’un matériau mécaniquement cassant. Ce concept est motivé par la structure en couches dure-molle de la peau de requin naturelle », a ajouté Wei.
« Normalement, une couche mécaniquement douce présente une friction de surface élevée contre le contact avec les obstacles environnants. Cependant, dans ce travail, le coefficient de friction diminue lors du revêtement de la peau de requin avec une fine couche de céramique, car des propriétés rigides et élastiques coexistent sur cette peau de requin à trois couches », Way expliqué. . Collaboratrice, Sanha Kim du Korea Advanced Institute of Science and Technology.
L’équipe de Wei a ensuite recouvert la peau de requin à trois couches d’un mince métal. Lors des tests d’indentation, la peau de requin à quatre couches a démontré une résistance accrue et un meilleur travail de récupération, par rapport à la peau de requin polymère non revêtue. En particulier en ce qui concerne la fonction de récupération structurelle, Kim a ajouté : « Le travail récupérable peut être stocké dans les microcellules incurvées tandis que de fines couches de matériaux mécaniquement fragiles peuvent améliorer l’énergie de déformation élastique de la peau de requin artificielle 3D. »
De plus, pour les applications électroniques microtexturées, lorsque la peau de requin à base de polymère est recouverte de MXène électriquement conducteur, elle présente une faible résistance électrique de 5,3 ohms.
« La peau de requin enduite de myxène permet un chauffage par effet Joule à haute température même lorsqu’une basse tension est appliquée (par exemple, 230 °C à 2,75 V). De plus, en raison du caractère hydrophile du myxène, les propriétés d’hydratation de la peau de requin changent également d’hydrophobe. à « Hydrophile », a déclaré Tae He Han, collaborateur de Wei, de l’Université de Hanyang.
« Cette recherche est la première à rendre compte des multiples fonctions pouvant être démontrées par la peau de requin artificielle en 3D, avec de nombreuses applications potentielles dans divers domaines », a déclaré Li. Par exemple, si cette technologie multifonctionnelle de peau de requin artificielle est utilisée dans l’industrie maritime, une efficacité économique peut être générée en réduisant la consommation de carburant et en augmentant la durée de vie du navire.
« Pour les applications futures, les navires équipés de peau de requin artificielle 3D devraient naviguer rapidement avec une traînée réduite, moins de friction au contact des obstacles environnants et moins de dommages dus aux impacts externes dans l’océan », a ajouté Wei.
Plus d’information:
Jeong-Eun Park et al., Programmation des fonctions anisotropes des microdentaires 3D à travers des microstructures imbriquées et multicouches, Matériaux avancés (2023). est ce que je: 10.1002/adma.202309518
la citation: Une nouvelle stratégie de microfabrication pour une peau de requin artificielle 3D multifonctionnelle (12 décembre 2023) Récupéré le 12 décembre 2023 sur https://phys.org/news/2023-12-microfabrication-strategy-multifonctionnel-3d-artificial.html
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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