Eine neue Art des Moleküls wird verhindert, dass Kerosin explodiert

Jet-Flugzeuge beladen mit Zehntausenden von Gallonen Kraftstoff für Transkontinentalflüge, massive Explosionen in einem Absturz oder Terroranschlag führen kann. Aber Kraftstoff "molekulare Klettverschluss" hinzufügen seiner Flüchtigkeit oder Explosivität drastisch reduzieren kann.

Sie können den Unterschied zwischen den beiden in das High-Speed-Video oben sehen. Die unbehandelte Kraftstoff entzündet und erzeugt einen riesigen Feuerball; die behandelten Kraftstoff ist nicht möglich.

Der Schlüssel ist eine neue Art von ultralangen Polymermolekül, Caltech Chemieingenieur Julia Kornfeld bezeichnet "Megasupramolecules." Polymere sind einfach sehr lange Ketten Blöcke von kleineren Molekülen zu wiederholen, und die "Megasupra" Version hat die Funktion hinzugefügte, der an beiden Enden durch die Blöcke, die viel wie Klett handeln begrenzt wird. Dadurch sind sie ideal für die Steuerung der "beschlagen" Jet Fuel.

Beschlagen ist eine gute Sache, wenn es geht gleichmäßig verteilen Sprays von Brennstoff für einfache Zündung in einer Jet-Engine. Aber es wird eine größere Haftung bei einem Unfall.

Das ist, wo Megasupramolecules helfen können, indem sie zu Treibstoffe wie Diesel. Die meiste Zeit, diese Supramolecules hängen über in einer aufgerollten Konfiguration, aber die Kraft eines Aufpralls macht sie zur Vermeidung der Zerfall der Kraftstofftröpfchen und Verringerung beschlagen, damit Steuern der Größe einer Explosion und/oder verlangsamen die Geschwindigkeit, an der es entzündet sich, ausstrecken.

Die Idee für diese Megasupramolecules stammt aus den späten 1970er Jahren, im Zuge eines der tödlichsten Flugzeug stürzt in der Geschichte. Im Jahr 1977 zwei Boeing 747 kollidierte auf der Landebahn auf Teneriffa und explodiert, tötet 583 644 Passagiere an Bord. Wissenschaftler kam mit der Idee der Kraftstoff ultralangen Polymere hinzufügen, die Intensität des Post-crash Explosionen zu verringern.

Es schien wie eine vielversprechende Möglichkeit der Forschung, bis katastrophalen Crashtest im Jahre 1984. Anstatt zu verringern die Intensität der Explosion, wurde das Testflugzeug durch einen riesigen Feuerball verbraucht. Dieses Scheitern – ganz zu schweigen von der kritischen Berichterstattung – effektiv zermalmten Interesse an der Entwicklung dieser Anwendung für ultra-lange Polymere weiter.


Aber dann geschah 9/11 und JPL Forscher Virendra Sarohia näherte sich Kornfeld über die Wiederbelebung der Idee ein besonderen Polymers zu entwerfen, mit Nebel Kontrolle von Kerosin zu helfen.

In 2006, eines ihrer Absolventkursteilnehmer, Ameri David gelang es Ausarbeitung ein Computer-Modell für eine Megasupramolecule, die anscheinend den Sweetspot getroffen: alle Leistungen des ultralangen Polymere als Kraftstoffzusatz, womit einige der Mängel – nämlich eine Tendenz auseinander zu brechen, wenn durch Pumpen, Rohre und Filter fließt. Megasupramolecules, Kontrast, können verbinden, wenn sie Dank dieser molekularen Klettverschluss an beiden Enden auseinander brechen.

Es fiel Ming-Hsin "Jeremy" Wei, um die Strukturen zu erstellen. Das schwierige Teil war der molekularen Klettverschluss Gestaltung und Platzierung in der gerade die richtige Stelle auf die langen Polymerketten. JPL Chemie Simon Jones half ihm bessere Methoden für die Herstellung von längeren Ketten mit dieser Struktur zu entwickeln, obwohl keiner ausreichen werden, scale-up Produktion auf kommerzieller Ebene Masse wenn es s genehmigt hat ein Kraftstoffzusatz. "Mein Ziel ist es, einen Reaktor zu entwickeln, der kontinuierlich das Polymer produzieren wird," sagte Wei in einer Pressemitteilung, fügte hinzu, dass er denkt, dass er dies im Laufe des Jahres zu tun.

Hier ist Kornfeld reden einige viel versprechenden Anwendungen für dieses neue Kraftstoffadditiv. Sie können mehr Videos hier sehen.

[Via Caltech und Wissenschaft]

Videos und Bild: JPL-Caltech /

Referenz:

Wei, Ming-Hsin Et Al. (2015) " "Megasupramolecules für sicherer, sauberer Kraftstoff vom Ende Verband der lange Telechelic Polymere " Wissenschaft, 350 (6256): 72-75.

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