Los químicos de Albani han creado un nuevo compuesto de alta potencia que puede revolucionar el combustible de cohetes y hacer que los aviones espaciales sean más eficientes. Después del encendido, el compuesto expresa más energía que su peso y volumen que el combustible actual. En un cohete, significa menos combustible requerido para más habitaciones para el mismo vuelo o carga de pago y suministro de misión crítica. Su estudio fue publicado Revista American Chemical SocietyEl
“El espacio en el cohete es una prima”, dijo el profesor asistente de Química Michael Yang, cuyo laboratorio dirigió el trabajo. “Cada pulgada debe empacarse de manera eficiente, y todo en el barco debe ser lo más ligero posible para crear un combustible más eficiente utilizando nuestro nuevo compuesto significa que se necesitará menos espacio para almacenar combustible, liberando la casa para equipos incluidos los instrumentos utilizados para la investigación.
Compuesto recientemente sintetizado, Diboruro de manganeso (MNB)2), Más del 20% del peso es más potente por el volumen que el aluminio utilizado en los refuerzos de cohetes sólidos. A pesar de ser extremadamente fuerte, es muy seguro y solo se quemará cuando se encuentre con un agente de encendido como el queroseno.
La estructura subyacente a base de boro también es versátil; La investigación relacionada con el laboratorio Yang ha demostrado su potencial para que los automóviles creen un convertidor de catalizador más sostenible y actúen como un catalizador para el plástico.
Se necesita calor para crear el calor
Se cree que el diboruro de manganeso está relacionado con una clase de compuestos químicos que tienen propiedades anormales, sin embargo, para explorar exactamente qué están involucradas estas características, en realidad estaba limitado por la incapacidad de producir el compuesto.
“DiBorrides comenzó a llamar la atención en la década de 1960”, el estudiante de doctorado de Yubani, Joseph Doan, que trabajó con Yang. “Desde estas apariciones iniciales, las nuevas tecnologías en realidad nos han permitido acumular compuestos químicos que simplemente se asumieron a la vez.
“Dudamos de lo que hacemos con respecto a los componentes de la tabla periódica de que el manganeso diworide se volverá estructuralmente incompleto e inestable, las razones que lo harán extremadamente más fuerte, pero no podemos probarlo hasta hace poco porque no se podía crear.
El diiboruro de manganeso requiere un calor extremo generado utilizando un “fundido de arco” para acumularse. En el primer paso, el manganeso y el polvo de boro implican presionar sobre una pellet, que se coloca en una pequeña y potente cámara de vidrio. El Arch Melter entrena un flujo eléctrico estrecho en el perdigón, calienta un centígrado de 3.000 grados de 3.000 grados (5,000 grados Fahrenheit). El material fundido se enfría rápidamente para bloquear la estructura. A nivel atómico, este proceso obliga a un átomo de manganeso central a unirse a muchos más átomos, lo que lo convierte en una primavera llena de carbón.
3 … 2 … 1 … ¡distorsión!
Al explorar nuevos compuestos químicos, es importante poder producir físicamente el compuesto. Debe poder definir su estructura molecular para comprender mejor por qué se comporta.
Gregory John, un estudiante de doctorado de Ulbany, que trabaja con un químico computacional Alan Chen, creó un modelo de computadora para imaginar la estructura molecular de la diebride de manganeso. Estos modelos han revelado algo crítico: un delicado skue, conocido como “deformidad”, que le da al compuesto su alta fuerza potencial.
“El modelo de nuestro compuesto de diboruro de manganeso se parece a la sección transversal del sándwich de helado, donde las galletas exteriores están formadas por una estructura falsa compuesta de hexágonos entrelazados”, dijo John. “Cuando miras de cerca, puedes ver que los hexágonos no son completamente simetría; todos son escultados. Lo llamamos ‘deformación’.
Aquí hay otra forma de ilustrarlo.
“Imagine trampolín plano; no hay energía cuando el avión está en el avión”, dijo Yang. “Si pongo un gran peso en el centro del trampolín, se expandirá que este estiramiento representa la energía almacenada por el trampolín, que se liberará después de que se elimine el objeto.
Necesita nuevos compuestos para nuevos materiales
“Los químicos tienen esta sensación de que los compuestos basados en boros deberían tener una propiedad anormal que se comporte como cualquier otro compuesto existente”, dijo Alan Chen, profesor asociado de química. “Esta es una búsqueda continua para determinar cuáles son estas propiedades y comportamientos
“Este estudio también es un gran ejemplo del proceso científico, donde los investigadores también siguen las atractivas características químicas que pueden surgir aplicaciones específicas.
El interés en los compuestos de boro comenzó cuando era estudiante de grado en la Universidad de California en Los Ángeles. Su proyecto tiene como objetivo descubrir compuestos más altos que los diamantes.
“Por primera vez hice un compuesto relacionado con el diabérito de manganeso, creo”, dijo Yang. “” Estuve allí, sosteniendo este nuevo elemento que se suponía que era muy apretado. En cambio, comenzó a calentarse y cambiado en un hermoso color naranja. Cuando me di cuenta de que fuertes compuestos de boro, le puse un pin para explorar el futuro y lo estamos haciendo ahora mismo “”
