กล้องเลเซอร์แบบยิงครั้งเดียวความเร็วสูงพิเศษได้ถ่ายภาพการเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอนด้วยรายละเอียดที่มากที่สุด เช่นเดียวกับการฉายแสงใหม่เกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ เทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาโดยทีมนักฟิสิกส์และวิศวกรในสหรัฐอเมริกามหาวิทยาลัย ในสวีเดน ในเยอรมนี สามารถช่วยไขความลึกลับพื้นฐานในฟิสิกส์สมัยใหม่ เช่น พลาสมาร้อน โซโนลูมิเนสเซนซ์
และนิวเคลียร์ฟิวชัน
ได้ นักวิจัยกล่าว เทคโนโลยีนี้อาจมีประโยชน์สำหรับการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์และการสังเกตการแพร่กระจายของแสงในวัสดุแบบเรียลไทม์ โมเลกุลโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAH) และอนุภาคเขม่าที่เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรคาร์บอนถูกเผาไหม้มีอายุการใช้งานที่สั้นมาก
(ตามลำดับของนาโนวินาที) และปฏิกิริยาการเผาไหม้โดยทั่วไปนั้นเร็วมากและเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว นั่นคือจะไม่เกิดซ้ำ การศึกษาการเผาไหม้จึงต้องใช้การถ่ายภาพที่เร็วมากเพื่อจับภาพกระบวนการเหล่านี้
นักวิจัยที่ได้สร้างกล้องเลเซอร์ที่สามารถทำได้โดยสร้างวิดีโอด้วยความเร็ว 12.5 พันล้านภาพต่อวินาที
ซึ่งเร็วกว่าเทคนิคความเร็วสูงในปัจจุบันอย่างน้อยหนึ่งพันเท่าซึ่งจำกัดไว้ที่หนึ่งล้านเฟรมต่อวินาที (fps) อุปกรณ์ใหม่นี้ทำงานโดยการถ่ายภาพวัสดุในชั้นสองมิติโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าวิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการยิงเลเซอร์พัลส์ระยะเวลานาโนวินาทีเดียวไปยังตัวอย่าง ตรงกันข้ามกับเทคนิคก่อนหน้านี้ที่ใช้พัลส์หลายตัว
เพื่อให้ได้ล้านเฟรมต่อวินาที พัลส์เหล่านี้สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงของเขม่าได้ เนื่องจากเลเซอร์จะเพิ่มพลังงานและความร้อนให้กับระบบ“เทคนิคนี้ช่วยให้เราสามารถแยกพารามิเตอร์ที่สำคัญออกจากไดนามิกอย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ เช่น อายุการเรืองแสงของโมเลกุล
(ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม) ขนาดอนุภาคนาโนของเขม่า ขนาดกลุ่มเขม่า และอุณหภูมิของอนุภาค” อธิบาย “เป็นครั้งแรกที่เราถ่ายภาพ PAHs แบบ 2 มิติแบบช็อตเดียวที่ความเร็ว 1.25 พันล้านเฟรมต่อวินาที และจากภาพการกระเจิงของแสงเลเซอร์ เราได้แผนที่ขนาดของไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้”
รวมสองรูปแบบ
การถ่ายภาพในการศึกษานี้ ทีมงานได้รวมรูปแบบการถ่ายภาพสองแบบ ได้แก่ การถ่ายภาพด้วยแผ่นเลเซอร์ (LS) และการถ่ายภาพความเร็วสูงแบบบีบอัด (CUP) “แผ่นเลเซอร์จะตัดระนาบ 2 มิติของตัวอย่าง 3 มิติโดยพื้นฐานแล้ว” อธิบาย “ดังนั้น มันจึงแสดงโปรไฟล์เชิงพื้นที่และเชิงเวลาของไดนามิก
ที่เกิดขึ้นในระนาบของโพรบ ตัวอย่างเช่น ความปั่นป่วนและอันตรกิริยาระหว่างสารเคมีชนิดต่างๆ ในการถ่ายภาพแบบช็อตเดียว เราใช้อัลกอริทึมการตรวจจับแบบบีบอัดกับภาพจากกล้องที่มีลายเส้นมาตรฐาน” เขากล่าวกล้องสามารถถ่ายสารเคมีประเภทต่างๆ เช่น PAH และเขม่าได้แบบเรียลไทม์
ตามลำดับของนาโนวินาทีถึงซับนาโนวินาที กล่าวเสริม “ด้วย 1 พันล้าน fps คุณสามารถดูได้ว่าเขม่าวิวัฒนาการมา อย่างไร ข้อดีอีกประการหนึ่งคือเราสามารถบันทึกสองสายพันธุ์ได้ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากกล้องมีช่องสัญญาณความเร็วสูงสองช่อง ซึ่งเป็นสิ่งที่มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการถ่ายภาพ
เชิงปริมาณ”
กล้องใหม่นี้สามารถใช้ร่วมกับวิธีการถ่ายภาพระนาบที่มีอยู่แล้วสำหรับการวิจัยการเผาไหม้ นอกเหนือจากการศึกษาดังกล่าวแล้ว LS-CUP ยังสามารถใช้สำหรับการสังเกตการณ์การเผาไหม้ของไฮโดรเจน การเผาไหม้ของพลาสมาและผงโลหะแบบเรียลไทม์ได้อีกด้วย สำหรับงานในอนาคต กล่าวว่าเขา
และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังมองหาที่จะทำการถ่ายภาพแบบเรียลไทม์แบบเรียลไทม์สำหรับการปรับขนาดโมเลกุลของ PAH โดยใช้พัลส์ระยะเวลา ของฟลูออเรสเซนซ์แบบสองช่องสัญญาณกับโครงการปัจจุบันของพวกเขา “เรากำลังศึกษาผลกระทบของความคล่องแคล่วของเลเซอร์สูงในเขม่าออกซิเดชั่น
เช่นเดียวกับการรักษาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับภารกิจอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมเย็น จำเป็นต้องได้รับการติดตั้งเพื่อปกป้องมนุษย์จากอุณหภูมิที่ร้อนจัดเช่นกัน และนี่ก็เป็นอีกครั้งที่ PCM มีประโยชน์ NASA ได้ลงทุนในศักยภาพของเทคโนโลยี PCM สำหรับการควบคุมความร้อนของชุดอวกาศแล้ว
ในขณะที่ PCM จำนวนมากใช้เกลือไฮเดรต สิ่งทอสำหรับชุดอวกาศใช้ไมโครแคปซูลของส่วนผสมของพาราฟินที่มีการตกผลึกและจุดหลอมเหลวต่างกัน คาดการณ์ว่าอัตราการเติบโตต่อปีของตลาด PCM ทั่วโลกอยู่ที่ 15.8% ซึ่งมากกว่า 4 พันล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2567 การเติบโตส่วนใหญ่
ได้รับแรงหนุนจากผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมในฐานะทางเลือกสำหรับเครื่องทำความร้อนและเครื่องทำความเย็นที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลกับสิ่งทอ มีส่วนสำคัญต่อการเติบโตดังกล่าว เคลือบเย็นเมื่ออยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลก การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์จะกลายเป็นปัญหาการจัดการความร้อนที่สำคัญ
กระเบื้องควอทซ์แบบดั้งเดิมใช้เป็นตัวสะท้อนแสงอาทิตย์ แต่ในขณะที่กระเบื้องเหล่านี้มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีเยี่ยมสำหรับการแผ่ความร้อนจากยานอวกาศและสะท้อนความร้อนจากดวงอาทิตย์ กระเบื้องเหล่านี้มีน้ำหนักมากและเปราะบาง ขณะนี้นักวิจัยที่มหาวิทยาลัย
ได้พัฒนาสารเคลือบผิวสำหรับดาวเทียมและภายนอกจรวดซึ่งช่วยลดภาระมวลและง่ายต่อการใช้กับพื้นผิวโค้งหรือแม้แต่พื้นผิวที่ยืดหยุ่น พวกเขาใช้วัสดุ เจืออลูมิเนียมที่รวมพลาสโมนิกอินฟราเรดและความโปร่งใสที่มองเห็นได้สูงของออกไซด์ตัวนำโปร่งใสสำหรับการตอบสนองสเปกตรัมบรอดแบนด์
พวกเขาสรุปได้ว่าวัสดุของพวกเขาให้ “แนวทางใหม่บางเฉียบสำหรับหม้อน้ำระบายความร้อนที่สามารถแทนที่เทคโนโลยีทั่วไปเช่นกระเบื้องควอตซ์เคลือบโลหะสำหรับใช้ในอวกาศได้ในที่สุด” ยังได้พัฒนาการเคลือบสำหรับการควบคุมความร้อน สีของพวกเขาคือสีที่แห้งด้วยโครงสร้าง ระดับนาโน ซึ่งกระตุ้นให้เกิดฟองในของเหลวเพื่อเพิ่มความเย็น ตลาดเริ่มต้นสำหรับนวัตกรรมคือระบบหม้อไอน้ำ
credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com
