ন্যানোটেকনোলজি এখন - প্রেস রিলিজ: এখন পর্যন্ত তৈরি সবচেয়ে তাপ-প্রতিরোধী পদার্থের সন্ধান করা: UVA ইঞ্জিনিয়ারিং উচ্চ-তাপমাত্রার উপকরণগুলিকে অগ্রসর করার জন্য DOD MURI পুরস্কার সুরক্ষিত করেছে

ন্যানোটেকনোলজি নাও – প্রেস রিলিজ: এখন পর্যন্ত তৈরি সবচেয়ে তাপ-প্রতিরোধী পদার্থের সন্ধান করা: UVA ইঞ্জিনিয়ারিং উচ্চ-তাপমাত্রার উপকরণগুলিকে অগ্রসর করার জন্য DOD MURI পুরস্কার সুরক্ষিত করেছে

উত্স নোড: 3024672

হোম > প্রেস > Finding the most heat-resistant substances ever made: UVA Engineering secures DOD MURI award to advance high-temperature materials

Postdoctoral researcher Sandamal Witharamage (from left) is part of Professor Elizabeth J. Opila’s team developing novel planetary- and geologically inspired high-temperature materials under a Department of Defense Multidisciplinary University Research Initiative grant. 

CREDIT
University of Virginia School of Engineering and Applied Science
Postdoctoral researcher Sandamal Witharamage (from left) is part of Professor Elizabeth J. Opila’s team developing novel planetary- and geologically inspired high-temperature materials under a Department of Defense Multidisciplinary University Research Initiative grant.

ক্রেডিট
University of Virginia School of Engineering and Applied Science

সারাংশ:
The most durable, heat-resistant materials ever made could be hiding in plain sight.

এখন পর্যন্ত তৈরি করা সবচেয়ে তাপ-প্রতিরোধী পদার্থের সন্ধান করা: UVA ইঞ্জিনিয়ারিং উচ্চ-তাপমাত্রা উপকরণগুলিকে অগ্রসর করার জন্য DOD MURI পুরস্কার সুরক্ষিত করে


Charlottesville, VA | Posted on December 8th, 2023

The U.S. Department of Defense wants to know if minerals and rocks found on Earth and in space hold the secrets of next-generation high-temperature materials. To find out, the DOD awarded $6.25 million through its Multidisciplinary University Research Initiative, or MURI, to a team from the University of Virginia and Arizona State University. The group is led by UVA’s Elizabeth J. Opila, the Rolls-Royce Commonwealth Professor and chair of the Department of Materials Science and Engineering.

The highly competitive MURI funds fundamental scientific research the DOD hopes will lead to breakthroughs in its areas of interest through collective insights from multiple disciplines.

রকস পড়া
“It’s a boom time for high-temperature materials because of needs in energy production, hypersonics and new things like additive manufacturing coming on in the field,” Opila said. “[People are] exploring new compositional spaces where you’re mixing different elements in different ways. On top of that we’re thinking about this geologically and planetary-inspired materials, which is lots of fun.”

Minerals and rocks are complex compared to the compounds materials scientists usually work with, Opila said, and that’s why the project’s potential is exciting.

“The geologists are really focused on how the earth formed and where we can find these different substances,” Opila said. “We want to take that knowledge and bring it into the application space.”

Selecting for specific physical properties, the researchers will copy Mother Nature’s use of mineral composition, temperature, pressure, and the rapid changes in these forces, to make their synthetic materials. The goal is to dramatically expand, and document for others, the means and ingredients from which high-temperature materials can be processed to surpass anything yet conjured by people or nature.

On the Hunt for Refractory Materials
Addressing needs for ever-better refractory materials — those which resist weakening, melting or decomposing under intense heat or corrosive conditions, the Army Research Office called for proposals on Emergent Refractory Behaviors in Earth and Extraterrestrial Materials. Amongst several objectives, Opila’s team will design, make, test and describe a host of new materials meant to outperform current ceramics, alloys and coatings used in intensely hot environments — for example, a 3,000-degree jet engine.

Opila is a former NASA scientist and innovator in heat- and corrosion-resistant materials. Her collaborators are experts in geology, computational modeling and materials science from UVA’s School of Engineering and Applied Science and ASU’s schools of Engineering of Matter, Transport and Energy; Molecular Sciences; and Earth and Space Exploration.

Fast-Tracking Discovery
Opila’s co-principal investigators from UVA’s Engineering are Patrick E. Hopkins, the Whitney Stone Professor of Engineering in mechanical and aerospace engineering, and assistant professor of materials science and engineering Bi-Cheng Zhou.

Hopkins’ ExSiTE Lab specializes in laser-based techniques for measuring thermal properties. His lab will be instrumental in characterizing the materials the team comes up with.

Zhou is a computational modeler known for inventing variations on the CALPHAD method to expand its capabilities. He and another computational modeling specialist, ASU assistant professor in materials science and engineering Qijun Hong, will use their respective expertise to fast-track discovery of promising “recipes” for experimental labs to try at both schools.

The ASU labs are run by Alexandra Navrotsky, a renowned interdisciplinary expert in thermodynamics and director of the Navrotsky Eyring Center for Materials of the Universe, and Hongwu Xu, a mineralogist and materials chemist and professor in ASU’s schools of Molecular Sciences and Earth and Space Exploration.

The teams will make and analyze prospective recipes — often exchanging samples for testing, Opila said, with her lab bringing extreme heat, while the ASU labs apply intense pressure as well as high-temperature testing.

ক্লিপিং কুপন
Synthesis of test samples typically starts with an element in powder form, said UVA Ph.D. student Pádraigín Stack, which is chemically altered to isolate a target material, or a component of a target.

The new composition, which has been diluted, heated and dried back to a powder, is then sintered, a process applying enough heat and pressure to form a dense puck of material. Thin slices from the puck, called coupons, provide the samples researchers will subject to various tests — for example, exposing it to steam at high velocities in Opila’s lab or, at ASU, applying geological-like pressures with a diamond anvil.

In addition to these traditional synthesis methods, the team will try approaches inspired by planetary or geological phenomena, such as hydrothermal synthesis, which occurs in heated water at elevated pressures. Since water is abundant in Earth’s hot, pressurized interior, hydrothermal processes are associated with, for example, the formation of minerals containing rare earth elements — critical components for many renewable energy applications.

In the lab, hydrothermal synthesis involves forming crystals in a hot water-based solution in a closed vessel such that gaseous molecules moving atop the liquid exert high vapor pressure within the system.

The Dilemma of Rare Earth Elements
One focus of the MURI project is utilizing rare earth elements. Many rare earth elements are already used in conventional high-temperature materials, such as environmental barrier coatings in aviation and hypersonic flight, as well as batteries, LED devices and other increasingly in-demand products — but at a steep cost. While not actually rare, separating the elements from soil and rock requires dozens of steps, most of them polluting.

“All these rare earth oxides that we’re going to use are in minerals right now,” Opila said. “Somebody mines them and then they have to separate them all. For example, ytterbium and lutetium are neighbors on the periodic table. They are so chemically similar, it takes 66 steps involving many chemicals resulting in nasty waste products.”

The separation problem led Opila to ask a question at the heart of another project she and her students are working on that’s related to the MURI: “What if you take a mineral made of elements you want straight out of the ground but not separate them, just clean it up a bit and make your material from that?”

They’re experimenting with xenotime, a common mineral, to improve environmental barrier coatings, or EBCs, which protect jet engine parts from hazards like high-velocity steam and desert sand. Ingested sand can melt into glass and react with the underlying alloy if it infiltrates the coating.

“We know certain minerals are stable because we can find them in the ground,” Stack said. “You don’t find metallic iron in the ground, you find iron oxide because iron oxide is what’s stable. Let’s explore why something is stable, or if it has other useful properties, and use that knowledge to make something better.”

####

আরো তথ্যের জন্য, ক্লিক করুন এখানে

যোগাযোগ:
Jennifer McManamay
University of Virginia School of Engineering and Applied Science
অফিস: 540-241-4002

Copyright © University of Virginia School of Engineering and Applied Science

আপনার মতামত থাকলে দয়া করে যোগাযোগ আমাদের.

সপ্তম ওয়েভ, ইনক। বা ন্যানোটেকনোলজির না হয়ে সংবাদ প্রকাশের ইস্যুকারীরা সামগ্রীর সামগ্রীর যথার্থতার জন্য একমাত্র দায়বদ্ধ।

বুকমার্ক:
সুস্বাদু
ডিগ
Newsvine
গুগল
নরপশু
Reddit
ম্যাগনোলিয়াকম
ফুরল
ফেসবুক

সম্পর্কিত নিউজ প্রেস

খবর এবং তথ্য


পদার্থবিদরা প্রথমবারের মতো পৃথক অণুগুলিকে 'জলে' করেন, কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণের জন্য দ্রুত সম্ভাবনা তৈরি করেন: এমন কাজ যা আরও শক্তিশালী কোয়ান্টাম কম্পিউটিং করতে পারে, প্রিন্সটন গবেষকরা অণুগুলিকে কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টে বাধ্য করতে সফল হয়েছেন ডিসেম্বর 8th, 2023


বিশ্বের প্রথম লজিক্যাল কোয়ান্টাম প্রসেসর: নির্ভরযোগ্য কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর দিকে মূল পদক্ষেপ ডিসেম্বর 8th, 2023


VUB টিম লিভারের প্রদাহের বিরুদ্ধে যুগান্তকারী ন্যানোবডি প্রযুক্তি তৈরি করেছে ডিসেম্বর 8th, 2023


টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা নতুন লিপিড ন্যানো পার্টিকেল আবিষ্কার করেছেন যা পেশী-নির্দিষ্ট mRNA ডেলিভারি দেখায়, অফ-টার্গেট প্রভাব হ্রাস করে: অধ্যয়নের ফলাফলগুলি টিস্যু-নির্দিষ্ট ionizable লিপিড তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে এবং mRNA ভ্যাকসিন ডিজাইন প্রিন্সি পুনর্বিবেচনার অনুরোধ করে ডিসেম্বর 8th, 2023

সম্ভাব্য ফিউচার


পদার্থবিদরা প্রথমবারের মতো পৃথক অণুগুলিকে 'জলে' করেন, কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণের জন্য দ্রুত সম্ভাবনা তৈরি করেন: এমন কাজ যা আরও শক্তিশালী কোয়ান্টাম কম্পিউটিং করতে পারে, প্রিন্সটন গবেষকরা অণুগুলিকে কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টে বাধ্য করতে সফল হয়েছেন ডিসেম্বর 8th, 2023


বিশ্বের প্রথম লজিক্যাল কোয়ান্টাম প্রসেসর: নির্ভরযোগ্য কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর দিকে মূল পদক্ষেপ ডিসেম্বর 8th, 2023


VUB টিম লিভারের প্রদাহের বিরুদ্ধে যুগান্তকারী ন্যানোবডি প্রযুক্তি তৈরি করেছে ডিসেম্বর 8th, 2023


টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা নতুন লিপিড ন্যানো পার্টিকেল আবিষ্কার করেছেন যা পেশী-নির্দিষ্ট mRNA ডেলিভারি দেখায়, অফ-টার্গেট প্রভাব হ্রাস করে: অধ্যয়নের ফলাফলগুলি টিস্যু-নির্দিষ্ট ionizable লিপিড তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে এবং mRNA ভ্যাকসিন ডিজাইন প্রিন্সি পুনর্বিবেচনার অনুরোধ করে ডিসেম্বর 8th, 2023

আবিষ্কার


ত্বকের সংবেদনশীলতা অনুকরণ করার জন্য একটি রঙ-ভিত্তিক সেন্সর: আরও স্বায়ত্তশাসিত নরম রোবট এবং পরিধানযোগ্য প্রযুক্তির দিকে এক ধাপে, ইপিএফএল গবেষকরা একটি ডিভাইস তৈরি করেছেন যা একই সাথে একাধিক যান্ত্রিক এবং তাপমাত্রা উদ্দীপনা অনুধাবন করতে রঙ ব্যবহার করে। ডিসেম্বর 8th, 2023


3D স্ট্যাকিং ফোটোনিক এবং ইলেকট্রনিক চিপগুলির তাপীয় প্রভাব: গবেষকরা তদন্ত করেন কিভাবে 3D ইন্টিগ্রেশনের তাপীয় শাস্তি কমিয়ে আনা যায় ডিসেম্বর 8th, 2023


অ্যালেন ইনস্টিটিউট, চ্যান জুকারবার্গ ইনিশিয়েটিভ এবং ওয়াশিংটন ইউনিভার্সিটি দ্বারা সিনথেটিক বায়োলজির জন্য সিয়াটেল হাব চালু করা হয়েছে রোগের গোপন রহস্য আনলক করার জন্য কোষগুলিকে রেকর্ডিং ডিভাইসে পরিণত করবে: প্রথম ধরনের গবেষণা উদ্যোগটি প্রকাশ করার জন্য প্রযুক্তি বিকাশ করবে যে কীভাবে পরিবর্তন হয় ডিসেম্বর 8th, 2023


উপস্থাপনা: 3D সামগ্রীর আল্ট্রাসাউন্ড-ভিত্তিক প্রিন্টিং—সম্ভাব্যভাবে শরীরের ভিতরে ডিসেম্বর 8th, 2023

উপাদান/মেটামেটেরিয়ালস/চুম্বক প্রতিরোধ


2D উপাদান AI হার্ডওয়্যারের জন্য 3D ইলেকট্রনিক্সকে নতুন আকার দেয় ডিসেম্বর 8th, 2023


ছিদ্রযুক্ত প্ল্যাটিনাম ম্যাট্রিক্স একটি নতুন অ্যাকচুয়েটর উপাদান হিসাবে প্রতিশ্রুতি দেখায় নভেম্বর 17th, 2023


একটি নতুন ধরনের চুম্বকত্ব নভেম্বর 17th, 2023


নতুন লেজার সেটআপ আল্ট্রাফাস্ট ডালগুলির সাথে মেটামেটেরিয়াল স্ট্রাকচারগুলি অনুসন্ধান করে: এই কৌশলটি শাব্দ লেন্স, প্রভাব-প্রতিরোধী ফিল্ম এবং অন্যান্য ভবিষ্যত উপকরণগুলির বিকাশকে ত্বরান্বিত করতে পারে নভেম্বর 17th, 2023

ঘোষণা


2D উপাদান AI হার্ডওয়্যারের জন্য 3D ইলেকট্রনিক্সকে নতুন আকার দেয় ডিসেম্বর 8th, 2023


ত্বকের সংবেদনশীলতা অনুকরণ করার জন্য একটি রঙ-ভিত্তিক সেন্সর: আরও স্বায়ত্তশাসিত নরম রোবট এবং পরিধানযোগ্য প্রযুক্তির দিকে এক ধাপে, ইপিএফএল গবেষকরা একটি ডিভাইস তৈরি করেছেন যা একই সাথে একাধিক যান্ত্রিক এবং তাপমাত্রা উদ্দীপনা অনুধাবন করতে রঙ ব্যবহার করে। ডিসেম্বর 8th, 2023


VUB টিম লিভারের প্রদাহের বিরুদ্ধে যুগান্তকারী ন্যানোবডি প্রযুক্তি তৈরি করেছে ডিসেম্বর 8th, 2023


টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা নতুন লিপিড ন্যানো পার্টিকেল আবিষ্কার করেছেন যা পেশী-নির্দিষ্ট mRNA ডেলিভারি দেখায়, অফ-টার্গেট প্রভাব হ্রাস করে: অধ্যয়নের ফলাফলগুলি টিস্যু-নির্দিষ্ট ionizable লিপিড তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে এবং mRNA ভ্যাকসিন ডিজাইন প্রিন্সি পুনর্বিবেচনার অনুরোধ করে ডিসেম্বর 8th, 2023

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো ন্যানোটেকনোলজি এখন সাম্প্রতিক খবর

দল দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিশন ধাতব চ্যালকোজেনাইডের অধ্যয়ন করে গুরুত্বপূর্ণ বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশন, বায়োসেন্সিং সহ

উত্স নোড: 1777872
সময় স্ট্যাম্প: ডিসেম্বর 20, 2022

ন্যাশনাল স্পেস সোসাইটি নাসাকে অভিনন্দন জানায় আর্টেমিস I এর একই দিনে হাকুটো-আর লুনার ল্যান্ডিং মিশনের সফলতার জন্য যা ভবিষ্যতের চন্দ্র ক্রুকে সহায়তা করবে

উত্স নোড: 1777870
সময় স্ট্যাম্প: ডিসেম্বর 20, 2022

শক্তি বিভাগ কোয়ান্টাম তথ্য বিজ্ঞান এবং পারমাণবিক পদার্থবিদ্যার উপর গবেষণার জন্য $9.1 মিলিয়ন ঘোষণা করেছে: প্রকল্পগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, অ্যালগরিদম, সিমুলেটর, সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটস এবং কোয়ান্টাম সেন্সরগুলির উন্নয়নের জন্য পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানের অগ্রগতির জন্য বিস্তৃত।

উত্স নোড: 1930927
সময় স্ট্যাম্প: জানুয়ারী 31, 2023

ন্যানোটেকনোলজি নাও – প্রেস রিলিজ: টেস্টে টায়ার ট্রেড পরিধান থেকে মুক্তি পাওয়া কোন ফ্রি-স্ট্যান্ডিং ন্যানোটিউব পাওয়া যায় না

উত্স নোড: 2884681
সময় স্ট্যাম্প: সেপ্টেম্বর 17, 2023

HKUMed একটি উপন্যাস দ্বি-মাত্রিক (2D) আল্ট্রাসাউন্ড-প্রতিক্রিয়াশীল অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল ন্যানো-শীট আবিষ্কার করেছে কার্যকরভাবে হাড়ের টিস্যু সংক্রমণকে মোকাবেলা করতে

উত্স নোড: 2543139
সময় স্ট্যাম্প: মার্চ 26, 2023

উল্লম্ব ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ট্রানজিস্টর পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্সকে এগিয়ে নিয়ে যায়: বায়োমেডিকাল সেন্সিং হল দক্ষ, কম খরচের ট্রানজিস্টরের একটি প্রয়োগ

উত্স নোড: 1916396
সময় স্ট্যাম্প: জানুয়ারী 24, 2023

আক্রমনাত্মক লিভার ক্যান্সারের একটি কারণ আবিষ্কৃত হয়েছে: একটি 'আণবিক প্রধান' যা ভাঙা মেরামত করতে সহায়তা করে: ডিএনএ গবেষকরা একটি নতুন ডিএনএ মেরামতের প্রক্রিয়া বর্ণনা করেছেন যা ক্যান্সারের চিকিত্সাকে বাধা দেয়

উত্স নোড: 1924874
সময় স্ট্যাম্প: জানুয়ারী 28, 2023

ন্যানোটেকনোলজি এখন - প্রেস রিলিজ: ঘরের তাপমাত্রায় ছোট নোবেল গ্যাস ক্লাস্টারগুলির প্রথম সরাসরি ইমেজিং: কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে অভিনব সুযোগ এবং গ্রাফিন স্তরগুলির মধ্যে সীমাবদ্ধ নোবেল গ্যাস পরমাণু দ্বারা খোলা ঘনীভূত পদার্থ পদার্থবিজ্ঞান

উত্স নোড: 3067386
সময় স্ট্যাম্প: জানুয়ারী 17, 2024

ন্যানোটেকনোলজি নাও - প্রেস রিলিজ: জৈব নিরাপত্তা সামগ্রীতে ন্যানো প্রযুক্তি প্রয়োগে অগ্রগতি কোভিড-১৯ মহামারীর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়া

উত্স নোড: 2721755
সময় স্ট্যাম্প: জুন 14, 2023