Chất xúc tác in 3D thế hệ mới mở đường chuyến bay siêu âm

Chất xúc tác in 3D siêu hiệu quả giúp giải quyết thách thức quá nhiệt trong máy bay siêu thanh và cung cấp giải pháp quản lý nhiệt mang tính cách mạng trong vô số ngành công nghiệp.

Được phát triển bởi nhóm nhà nghiên cứu Học viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT, Australia), chất xúc tác rất linh hoạt này có hiệu quả về chi phí để chế tạo và dễ mở rộng quy mô. Những cuộc trình diễn trong phòng thí nghiệm của nhóm cho thấy chất xúc tác in 3D có khả năng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho chuyến bay siêu âm, đồng thời làm mát hệ thống. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Hóa học Hiệp hội Hoàng gia, (Chemical Communications).

Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Selvakannan Periasamy, cho biết nghiên cứu của họ giúp giải quyết một trong những thách thức lớn nhất trong quá trình phát triển máy bay siêu thanh: kiểm soát sức nóng đáng kinh ngạc tích tụ khi máy bay bay với tốc độ gấp 5 lần tốc độ âm thanh.

Periasamy nói: “Loạt thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy chất xúc tác in 3D mà chúng tôi phát triển có hứa hẹn lớn để thúc đẩy tương lai của chuyến bay siêu âm. Mạnh mẽ và hiệu quả, chúng cung cấp giải pháp tiềm năng thú vị để quản lý nhiệt trong hàng không - và hơn thế nữa. Với sự phát triển hơn nữa, chúng tôi hy vọng thế hệ xúc tác in 3D siêu hiệu quả mới này có thể được sử dụng để biến đổi bất kỳ quy trình công nghiệp nào mà quá nóng là một thách thức chưa từng có”.

Chất xúc tác in 3D thế hệ mới mở đường chuyến bay siêu âm -0
Được phát triển như một phần của chương trình Hyper-X của NASA, phương tiện nghiên cứu siêu thanh X-43A đạt tốc độ trên Mach 9,6 hoặc hơn 10.000km/giờ.

Chỉ có một số máy bay thử nghiệm đạt tốc độ siêu âm (được định nghĩa là trên Mach 5 - trên 6.100km/giờ hoặc 1,7km/giây). Về lý thuyết, một máy bay siêu thanh có thể di chuyển từ London đến Sydney trong 4 giờ nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong quá trình phát triển phương tiện bay siêu thanh, chẳng hạn như mức nhiệt khắc nghiệt. Tác giả đầu tiên và nhà nghiên cứu Roxanne Hubesch cho biết sử dụng nhiên liệu sản xuất chất làm mát là một trong những cách tiếp cận thử nghiệm hứa hẹn nhất đối với vấn đề quá nhiệt.

Hubesch bình luận: “Nhiên liệu có thể hấp thụ nhiệt khi cung cấp năng lượng cho máy bay là trọng tâm của giới khoa học, nhưng ý tưởng dựa trên loạt phản ứng hóa học tiêu thụ nhiệt cần chất xúc tác hiệu quả cao. Ngoài ra, hệ thống trao đổi nhiệt nơi nhiên liệu tiếp xúc với chất xúc tác phải càng nhỏ càng tốt, vì một số hạn chế về khối lượng và trọng lượng trong máy bay siêu thanh”.

Để tạo ra chất xúc tác mới, nhóm nghiên cứu in 3D các bộ trao đổi nhiệt nhỏ bằng hợp kim kim loại và phủ chúng bằng khoáng chất tổng hợp được gọi là zeolit. Nhóm nhà nghiên cứu tái tạo ở quy mô phòng thí nghiệm nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt mà nhiên liệu phải trải qua ở tốc độ siêu âm, để kiểm tra chức năng của thiết kế của chúng.

Khi cấu trúc in 3D nóng lên, một số kim loại di chuyển vào khung zeolit - một quá trình quan trọng đối với hiệu quả chưa từng có của chất xúc tác mới. Hubesch giải thích: “Chất xúc tác in 3D của chúng tôi giống như những lò phản ứng hóa học thu nhỏ và điều khiến chúng trở nên vô cùng hiệu quả là hỗn hợp kim loại và khoáng chất tổng hợp. Đó là một hướng mới thú vị cho xúc tác, nhưng chúng tôi cần nghiên cứu thêm để hiểu đầy đủ về quá trình này và xác định sự kết hợp tốt nhất của các hợp kim kim loại để có tác động lớn nhất”.

Chất xúc tác in 3D thế hệ mới mở đường chuyến bay siêu âm -0
Một loạt thiết kế thử nghiệm chất xúc tác in 3D.

Các bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu từ Trung tâm Vật liệu Tiên tiến và Hóa học Công nghiệp (CAMIC) của RMIT bao gồm việc tối ưu hóa chất xúc tác in 3D bằng cách nghiên cứu chúng với kỹ thuật synctron tia X và một số phương pháp phân tích chuyên sâu khác. Nhóm nghiên cứu cũng hy vọng sẽ mở rộng ứng dụng tiềm năng của công trình vào việc kiểm soát ô nhiễm không khí từ phương tiện giao thông và các thiết bị thu nhỏ để cải thiện chất lượng không khí trong nhà.

Giám đốc CAMIC, Giáo sư Suresh Bhargava, nhận định ngành công nghiệp hóa chất trị giá hàng nghìn tỷ USD chủ yếu dựa trên công nghệ xúc tác cũ. Bhargava bình luận: “Thế hệ xúc tác thứ 3 này được liên kết với công nghệ in 3D để tạo ra một số thiết kế phức tạp mới mà trước đây không thể thực hiện được. Chất xúc tác in 3D mới của chúng tôi đại diện cho một cách tiếp cận mới triệt để có tiềm năng thực sự để cách mạng hóa tương lai của xúc tác trên toàn thế giới”.

Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Maciej Mazur từ Trung tâm Sản xuất Phụ gia RMIT, cho biết công trình này là một ví dụ mạnh mẽ về sự đổi mới có thể thực hiện được thông qua sự hợp tác giữa các ngành. Mazur nói: “Việc kết hợp sản xuất phụ gia với khoa học hóa học đã tạo ra những kết quả đột phá”.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.

Đại tá Ngô Thuận Lăng, Trưởng Phòng Cảnh sát kinh tế Công an TP Hồ Chí Minh chia sẻ về vụ án.

Điều gì đẩy người trẻ vào vòng lao lý?

Những cuộc gọi, những buổi tư vấn trong vụ án "hợp đồng kỳ nghỉ" không chỉ khiến hàng nghìn người mất tiền mà còn đẩy nhiều nhân viên telesale ngoài 20 tuổi vướng vào vòng lao lý. Đằng sau những bản án là áp lực kiếm tiền, sự thiếu định hướng và những ranh giới pháp lý, đạo đức bị xóa nhòa, khiến không ít người trẻ trở thành mắt xích trong các đường dây lừa đảo.

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Phía sau những tài khoản viral (mức độ nổi tiếng) tạo sóng gây bão trên mạng xã hội, là đội quân đếm like, câu view thời vụ. Ít ai ngờ, chợ like “ảo” và view “ma” này đã tiếp tay cho những chiêu trò lừa đảo tinh vi của tội phạm trên không gian mạng...

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.