Neues Hochenergie-Verbundmaterial könnte Raumfahrt revolutionieren

ALBANY / LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler der University at Albany haben ein neues Hochenergie-Verbundmaterial entwickelt, das die Effizienz von Raketentreibstoffen erheblich steigern könnte. Diese Entdeckung könnte die Menge an benötigtem Treibstoff reduzieren und mehr Platz für wichtige Ausrüstungen und Proben schaffen. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

Die Entwicklung eines neuen Hochenergie-Verbundmaterials durch Chemiker der University at Albany könnte die Raumfahrt grundlegend verändern. Das Material, bekannt als Mangan-Diborid (MnB2), bietet eine um 20 % höhere Energiedichte pro Gewicht und eine um 150 % höhere Energiedichte pro Volumen im Vergleich zu den derzeit in Feststoffraketen verwendeten Aluminiumverbindungen. Diese Eigenschaften könnten die Effizienz von Raketentreibstoffen erheblich steigern und somit die Menge an benötigtem Treibstoff reduzieren, was mehr Platz für wissenschaftliche Instrumente und Proben auf Raumflügen schafft.

Die Synthese von Mangan-Diborid stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Chemie dar, da es sich um eine Verbindung handelt, die bisher nur theoretisch existierte. Die Herstellung erfordert extreme Hitze, die durch ein spezielles Gerät, den sogenannten Lichtbogenofen, erzeugt wird. Dabei werden Mangan- und Borpulver zu einem Pellet gepresst und auf über 3.000 Grad Celsius erhitzt. Diese hohen Temperaturen ermöglichen es, die Atome in einer hochenergetischen Struktur zu verbinden, die bei Zündung eine enorme Energiemenge freisetzt.

Die strukturellen Eigenschaften von Mangan-Diborid wurden durch computergestützte Modelle untersucht, die eine subtile Verformung innerhalb der Molekülstruktur aufzeigen. Diese Verformung ist der Schlüssel zur Speicherung der hohen Energiemenge, die bei der Zündung freigesetzt wird. Diese Entdeckung könnte nicht nur die Raumfahrt beeinflussen, sondern auch Anwendungen in der Automobilindustrie finden, beispielsweise bei der Entwicklung langlebigerer Katalysatoren.

Die Forschung an borbasierten Verbindungen hat in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen, da sie potenziell ungewöhnliche Eigenschaften aufweisen, die in verschiedenen Industrien genutzt werden könnten. Die Arbeit der University at Albany zeigt, wie wichtig es ist, neue Materialien zu erforschen und deren Eigenschaften zu verstehen, um technologische Fortschritte zu erzielen. Diese Entdeckung könnte nicht nur die Raumfahrt revolutionieren, sondern auch neue Wege in der Materialwissenschaft eröffnen.

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