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अंडे के छिलके से प्रेरित एल्युमिनियम

Ars Technica •
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2007 में, अंतरिक्ष मलबे ने अमेरिकी अंतरिक्ष शटल एंडेवर के रेडिएटर पैनल में छेद कर दिया। शटल कार्यक्रम 2011 में समाप्त हुआ, लेकिन मलबे की समस्या और बढ़ गई है क्योंकि हम अधिक उपग्रह तारामंडल, दूरबीन और अंतरिक्ष यान लॉन्च कर रहे हैं। चीनी वैज्ञानिकों ने अंडे के छिलके से प्रेरित एक नई एल्युमिनियम सामग्री बनाई है जो मलबे के टुकड़ों के खिलाफ बेहतर सुरक्षा प्रदान कर सकती है, जैसा कि जर्नल ऑफ अप्लाइड फिजिक्स में एक नए पेपर में बताया गया है।

अंडे के छिलके लंबे समय से वैज्ञानिकों को उनके यांत्रिक गुणों के लिए आकर्षित करते रहे हैं। 2012 में, एमआईटी के मैकेनिकल इंजीनियर पेड्रो रीस ने एक पेपर सह-लेखन किया जिसमें अंडे की अंडाकार ज्यामिति और उसकी कठोरता के बीच संबंध दिखाया गया। रीस ने एक लोकप्रिय भौतिकी प्रदर्शन में भाग लेने के बाद अंडे के छिलकों का अध्ययन शुरू किया: अंडे के डिब्बों पर चलना बिना उन्हें तोड़े। कुंजी अंडों को उनके संकीर्ण सिरे के साथ ऊपर की ओर संरेखित करना और वजन को पूरी सतह पर वितरित करना था।

1950 और 1960 के दशक में, एयरोस्पेस उद्योग ने हवाई जहाजों के धातु के गोले की विफलता विश्लेषण के लिए अंडे के छिलकों की टूटने के प्रतिरोध को उपयोगी पाया। एक अंडे का छिलका मुख्य रूप से प्रोटीन मैट्रिक्स में एम्बेडेड कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल से बना होता है, जो एक पतली कोलेजन आंतरिक झिल्ली द्वारा समर्थित होता है। इस साल की शुरुआत में, रीस की एमआईटी सहयोगी ताल कोहेन ने इस धारणा का परीक्षण किया कि अंडों को लंबवत गिराना सबसे अच्छा है, यह पाया कि क्षैतिज रूप से गिरने वाले अंडे अधिक ऊर्जा अवशोषित करते हैं और कम बार टूटते हैं।

नासा की 2021 की एक रिपोर्ट ने अनुमान लगाया कि निकट-पृथ्वी कक्षा में 10 सेंटीमीटर से बड़े मलबे के लगभग 34,000 टुकड़े, 1 सेमी और 10 सेमी के बीच 900,000 टुकड़े, और 1 सेमी से छोटे 128 मिलियन टुकड़े हैं। यहां तक कि छोटा मलबा भी उच्च वेग के कारण अंतरिक्ष यान को नुकसान पहुंचा सकता है। अंतरिक्ष यान आमतौर पर व्हिपल शील्ड द्वारा संरक्षित होते हैं, लेकिन अंडे के छिलके से प्रेरित नई सामग्री बेहतर सुरक्षा प्रदान कर सकती है।

प्रमुख संस्थाएं: लोग: पेड्रो रीस, ताल कोहेन

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न: अंडे के छिलके से प्रेरित सामग्री अंतरिक्ष यान की सुरक्षा कैसे करती है?

नई एल्युमिनियम सामग्री अंडे के छिलके की संरचना की नकल करती है, जो प्रोटीन मैट्रिक्स में कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल के कारण टूटने का प्रतिरोध करती है। यह प्रभाव प्रतिरोध में अधिक प्रभावी साबित हुआ जब इसे पानी से भरे अंडे के छिलके सरणियों के रूप में 3D-मुद्रित किया गया।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न: अंडे के छिलके से प्रेरित सामग्री अंतरिक्ष यान की सुरक्षा कैसे करती है?

नई एल्युमिनियम सामग्री अंडे के छिलके की संरचना की नकल करती है, जो प्रोटीन मैट्रिक्स में कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल के कारण टूटने का प्रतिरोध करती है। यह प्रभाव प्रतिरोध में अधिक प्रभावी साबित हुआ जब इसे पानी से भरे अंडे के छिलके सरणियों के रूप में 3D-मुद्रित किया गया।