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太空探索为材料开发提供了爆炸性的发展

通过保罗Heney|2018年12月28日

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太空探索 太空竞赛导致了许多杰出发明的产生,这些发明不仅使航空航天工业受益,而且使计算机技术、工业生产力、运输和消费技术受益。根据在线材料数据库Matmatch的首席执行官梅丽莎·阿尔贝克(Melissa Albeck)的说法,正是NASA决心解决这个世界之外的问题,才创造了许多我们认为理所当然的东西。

在NASA 60年的历史中,每1000项在美国获得的专利中,就有一项是由NASA项目的工作人员申请的。有这么多多产的问题解决方案,其中一些发明将不可避免地进入主流,并在日常应用中使用。

NASA衍生技术是在NASA的支持下,通过研发合同、专利许可、使用NASA设施甚至研究数据开发的商业产品和服务。50多年来,美国宇航局的技术转让计划将航天局的资源与私营企业联系起来,创造了许多日常材料。以下是一些例子。

记忆泡沫1966年,科学家查尔斯·约斯特(Charles Yost)和久博川千春(Chiharu Kubokawa)发明了“回火泡沫”,这是一种对温度敏感的记忆泡沫,旨在提高飞机坐垫的安全性。通过向聚合物基质中注入气体,这种泡沫具有开孔固体结构,一旦压力释放,它就会慢慢恢复到原来的形状。

1967年,约斯特与美国宇航局合作,成立了动态系统公司,将泡沫商业化。从那时起,记忆泡沫被广泛应用;从鞋垫、床垫垫到头盔衬里和假肢。

防腐涂料工程中最具破坏性的力量之一是盐水的腐蚀作用。这一自然过程将精炼金属转化为化学稳定的形式,如氧化物、氢氧根或硫化物,在海洋和沿海建筑环境应用中特别普遍。

在20世纪70年代,美国宇航局的研究人员发现,通过在设备上涂上一层含有锌粉和硅酸钾的保护层,他们可以防止腐蚀过程。

无机涂料公司(Inorganic Coatings Inc.)在20世纪70年代将这一概念向前推进了一步,生产出IC 531硅酸锌,这是一种无毒的水性涂料,可以与钢结合,形成类似陶瓷的表面,防止腐蚀。

防刮的镜头-曾经有一段时间,眼镜是用玻璃制成的,但在1972年,美国食品和药物管理局宣布,所有的镜片都应该是防碎的,这反过来又导致了塑料镜片的引入。

虽然塑料比玻璃更耐用,但也更容易划伤。然而,美国宇航局科学家泰德·怀德文的一项发现将改变这一现状。在为宇宙飞船开发水净化系统时,他在过滤器上涂了一层薄薄的塑料薄膜。这种令人惊讶的坚韧薄膜构成了太空头盔防护罩耐磨涂层的基础。1983年,福斯特-格兰特公司将这一概念商业化,用于制造防刮太阳镜。

从医疗保健和环境,到教育和技术,材料和创新挑战可以从太空竞赛等大型工程中获得灵感。为了解决这些问题,跨部门合作,特别是公共部门和私营部门组织(如NASA)之间的合作将是必不可少的。

虽然企业可能不愿意分享他们在材料应用方面的发现,但Matmatch的在线材料数据库等资源可以轻松提供工程师可能需要的所有信息,从抗拉强度到散热。随着我们进入第四次工业革命,制造业可以从NASA科学家的态度和他们分享知识的意愿中学习。

Matmatch
matmatch.com


了下:航空航天+国防,设计世界文章
标记:matmatch

作者简介

保罗Heney

Paul J. Heney,《设计世界》杂志的副总裁、编辑总监,拥有工程科学与力学学士学位,以及乔治亚理工学院的技术通信和生物医学工程辅修学位。他在流体动力、航空航天、机器人、医疗、绿色工程和通用制造领域有近25年的写作经验。他曾获得美国商业出版编辑协会颁发的众多地区和国家奖项。

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