혁신적인 상변화 코팅으로 로켓, 파이프 및 음료의 열을 포착합니다.

Spinoff는 성공적으로 상용화된 NASA 기술을 소개하는 NASA의 연례 간행물입니다. 이러한 상업화는 보건의료, 소비재, 운송, 공공 안전, 컴퓨터 기술 및 환경 자원 분야의 제품 및 서비스 개발에 기여했습니다.

대부분의 사람들은 더운 날 유리잔에서 일어나는 물리학에 대해 생각하지 않고 얼음 음료를 즐깁니다. 그러나 상변화 반응(이 경우 얼음이 음료수로부터 열을 흡수하여 녹는 현상)은 강력한 반응입니다. 동일한 반응을 이용하기 위해 NASA가 만든 코팅은 여객기에서 나타나거나 얼음이 없는 냉각기의 핵심이 될 수 있습니다.

Marshall Space Flight Center의 재료 과학자인 Raj Kaul에 따르면, 상 변화에 따라 온도는 정확히 전이 지점에서 일정하게 유지됩니다. "얼음 덩어리에 온도계를 얼려 가열하기 시작하면 이미 녹은 부분에서도 온도는 32°F로 유지됩니다. 얼음이 완전히 녹은 후에야 물의 온도가 올라가기 시작합니다."

물의 녹는점/어는점은 32°F이지만 NASA는 녹는점이 다른 일련의 재료를 개발했습니다. 처음에는 체온이 축적되어 뜨거워질 수 있는 우주복 내부에 이러한 재료를 사용하려는 계획이었습니다. 그러나 2000년대 초반에 Kaul은 우주 왕복선 외부에 상변화 물질을 사용하는 방법을 연구하기 시작했습니다. 고체 로켓 부스터는 "기본적으로 코르크와 에폭시의 혼합물"인 MCC-1이라는 재료로 보호되었다고 Kaul은 말했습니다. "코르크는 탈 것이고 그 연소 과정은 또한 열을 제거합니다. 게다가 제거됩니다. 코르크 층은 그냥 벗겨져 새로운 재료가 노출되고 다시 그 과정을 거치게 됩니다."

그러나 코팅은 타서 없어지도록 설계되었기 때문에 공정이 손상될 위험이 여전히 남아 있었습니다. Kaul은 제거되지 않고 여전히 안전한 온도를 유지하는 보호 코팅 작업을 시작했습니다. 그는 NASA의 상변화 물질 연구에 눈을 돌려 이를 새로운 맥락에서 사용했습니다. 그는 이 물질을 페인트처럼 도포할 수 있는 코팅에 통합했으며, 이를 위해서는 최상의 결과를 얻기 위해 상변화 물질과 코팅의 올바른 비율을 결정해야 했습니다.

기업가 Chris Bilec은 Marshall로부터 상변화 코팅에 대한 특허를 취득한 후 PrimeBilec을 설립하고 얼음이 없는 냉각기를 포함한 다양한 제품을 개발하고 있습니다.

Kaul은 "플라스틱에 캡슐화되어 있는 물질을 개발했습니다. 열을 받으면 그 열을 흡수하여 고체에서 액체로 전환합니다. 결과적으로 열이 기판으로 전달될 수 없습니다. 모든 것이 이러한 상 변환 과정을 거칩니다." 따라서 고체 로켓 부스터는 발사의 극심한 열로 인해 녹지 않을 것입니다. 그리고 코팅 자체와 로켓에 에폭시를 결합시키는 덕분에 상 변화 물질이 녹을 때 떨어지지 않습니다. NASA의 테스트 후 이 물질은 우주선에 사용하도록 승인되었지만 그때까지 셔틀 프로그램은 중단되었습니다.

NASA는 라이센스에 대한 재료의 특허를 광고했으며 기업가이자 육군 퇴역 군인인 Chris Bilec이 이를 구입했습니다. Bilec은 텍사스 주 오스틴에 본사를 둔 PrimeBilec을 시작했으며 Marshall의 기술 이전 사무소는 그를 Kaul과 연결하여 자료에 대한 질문에 답했습니다. Kaul은 이 코팅이 집 외부 페인트나 지붕 코팅으로 사용될 가능성이 있으므로 "낮에는 열을 흡수하고 밤에는 열을 방출하여 순환을 하게 됩니다."라고 제안했습니다.

Bilec은 이 소재를 사용하여 제트 엔진의 열 손상을 방지하기 위해 비행기 뒷부분을 코팅했습니다. “항공의 경우 상변화 물질을 24°C로 설정하고 있습니다.” 즉 항공사가 기내에서 유지하는 온도인 대략 실내 온도입니다. 그 온도를 이용하면 코팅이 내부 온도를 높이는 열을 흡수하게 됩니다.

그는 보훈병원용 열 트랩을 만드는 회사로부터 관심을 받았습니다. "그들은 병원의 파이프에서 나오는 열을 모니터링합니다"라고 Bilec은 말했습니다. "파이프가 너무 뜨거워지면 과열되어 센서가 타버릴 수 있습니다. 우리 제품은 히트 트랩의 수명을 연장할 것입니다."

또 다른 아이디어는 점심을 담을 작은 용기와 함께 "얼음 없는 쿨러"를 만드는 것입니다. 용기의 경우 식품 등급 폴리에스테르에 상추적 물질을 내장하여 용기를 코팅합니다. 코팅을 사용하면 외부 온도에 따라 용기 안의 음식 또는 맥주가 약 2~4시간 더 차갑게 유지됩니다.

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