SpravodajstvoVeda a výskum

Čo sa stane s časticou, ktorá narazí vo vysokej rýchlosti na povrch? Experiment odhaľuje proces, ktorý sme doposiaľ nechápali

Vedci z inštitútu MIT sa pozreli na to čo sa stane, ak sa drobná častica zrazí s povrchom.

Čo sa deje, keď drobné častice narazia na povrch vo vysokých rýchlostiach? Proces, ktorý bežne nastáva pri aplikovaní nástreku na kovy alebo pri náraze mikrometeoritov na stenu vesmírnej stanice sa podarilo priblížiť vedcom z technologického inštitútu MIT.

Moment samotného nárazu sa udeje veľmi rýchlo a to bol až donedávna jeden z dôvodov, prečo nebol jasne pochopený. Pomocou vysokorýchlostnej kamery sa však vedeckému tímu z inštitútu podarilo proces impaktu častice zaznamenať a na základe experimentov popísať, kedy sa častica odrazí, prilepí sa, alebo poškodí materiál a oslabí ho.

Odoberajte Vosveteit.sk aj cez Telegram a prihláste sa k odberu správ

Situácia z praxe

Vedúci autor štúdie, Mostafa Hassani-Gangaraj, vysvetľuje, že s nárazmi mikročastíc o materiál sa stretávame v živote často, hoci to nemusíme vždy vnímať. Tento proces prebieha pri aplikovaní náterov, čistení povrchov, alebo pri rezaní. Drobné častice sa pohybujú vysokými rýchlosťami a namiesto oslabenia materiálu môžu byť použité na jeho zosilnenie. Až donedávna ale nemali vedci jasnú predstavu o tom, čo sa presne deje.

„Existuje množstvo rôznych dejov, ktoré sa môžu odohrať v momente nárazu častice,“ vysvetľuje Hassani-Gangaraj.

V novom výskume sa však vedcom po prvýkrát podarilo zaznamenať krátku dobu roztavenia po náraze, ktorá hrá dôležitú úlohu pri opotrebovaní povrchu, do ktorého častica narazila. Tento dej vzniká v momente, ak rýchlosť častíc prekoná určitý limit. V priemysle sa rozumie že čím vyššia rýchlosť, tým je kvalita nástreku vyššia. Zistenia novej štúdie sú v tomto prípade mimoriadne dôležité, pretože výskum z MIT ako prvý naznačuje, že existuje limit, presiahnutím ktorého sa kvalita nástreku zhoršuje.

Výsledky štúdie ale nenachádzajú svoje uplatnenie len v priemysle pri ochranných nástrekoch. Rovnaká situácia môže nastať aj keď častice v atmosfére zasiahnu dôležitú infraštruktúru alebo keď mikročastice vo vesmíre zasiahnu satelit, či kozmickú raketu.

Zistiť, čo sa stane s časticami v momente nárazu je mimoriadne zložité. Samotné častice sa pohybujú extrémne rýchlo, a to zvyčajne rýchlosťou väčšou ako jeden kilometer za sekundu. Častice majú zároveň priemer len desatiny priemeru ľudského vlasu. Vedci z inštitútu MIT preto potrebovali kameru s vysokým priblížením a schopnosťou zaznamenať až 100-miliónov obrazov za sekundu.

Mikroskopické nárazy

Pri experimente tím použil častice cínu hrubé asi 10 mikrometrov. Tieto častice sa pohybovali rýchlosťami až do 1 km/s a narážali do cínového povrchu. Na videu nižšie môžete vidieť čo sa stane, keď takáto častica vrazí do povrchu.

Čo sa stane, keď častica vrazí do určitého povrchu?
Zdroj: MIT, Úprava: Vosveteit.sk

Vedci využili dáta z tohto experimentu na to, aby vytvorili všeobecný model toho, čo sa môže diať pri kontakte častíc s rôznymi povrchmi. Tím verí, že ich práca pomôže inžinierom vytvoriť materiály, odolné proti nárazu častíc, pohybujúcich sa vysokými rýchlosťami.

Pridajte si Vosveteit.sk do svojho informačného kanála Google News.
Tagy
Zobraziť komentáre
Close
Close