Công nghệ thân tàu

Công nghệ nano nếu được áp dụng sẽ làm giảm đáng kể chi phí duy trì và vận hành du thuyền

“NANO” là một từ có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là “bé nhỏ”. Công nghệ nano là sự tổng hợp, thiết kế và ứng dụng các vật liệu có kích thước nhỏ như một vài nguyên tử ở chiều dài hoặc chiều rộng. Là đơn vị đo kích thước, Nano dùng để chỉ một nanomet, hoặc 1/ 1 000 000 000 mét (một phần tỷ mét). Để so sánh, một sợi tóc của con người có đường kính khoảng 60 000 nanomet.

Có thể nói rằng vật liệu nano và các cấu trúc nano không phải là nghiên cứu gì mới. Điều mới mẻ ở đây là công nghệ cho phép các nhà khoa học và kỹ sư có thể điều khiển các nguyên tử và phân tử, sắp xếp chúng và tạo thành một số sản phẩm hữu ích.

SƠN

Một trong những lĩnh vực được quân tâm rất lớn trong ngành công nghiệp du thuyền là Sơn. Kiểm tra bằng kính hiển vi, ngay cả khi hoàn thiện với dòng sơn tốt nhất, bề mặt hiện lên dưới kính hiển vi vẫn lồi lõm như miệng hố và các thung lũng xen kẽ nhau. Mỗi sự lồi lõm không hoàn hảo trên bề mặt sơn sẽ là một cái bẫy cho các hạt tự nhiên được tìm thấy trong các chất gây ô nhiễm không khí như là khói. Các phân tử nước trong không khí sẽ nhanh chóng xâm nhập vào bề mặt sơn và làm cho lớp sơn nhanh chóng xuống cấp.

Ngược lại, công nghệ nano cung cấp một cấu trúc mới hứa hẹn sẽ kéo dài tuổi thọ của sơn và giảm việc bảo trì thân tàu vượt xa mọi thứ như công nghệ trước đây đã từng.

Với định dạng rất nhỏ của hạt nano, một số nhà khoa học coi chúng như là một trạng thái riêng biệt của vật chất với các tính chất rất độc đáo. Ví dụ, chúng có thể hoạt động như chất độn hoặc vật liệu chắn. Về lý thuyết, mỗi hạt thể hiện tính chất điện tích tạo ra sức hút mạnh hơn nhiều so với các hạt lớn hơn tạo nên một bề mặt sơn tiêu chuẩn hơn.

CHỐNG BÁM 

Các kỹ thuật chống bám bẩn thông thường dựa trên hai phương pháp: sơn có chưa hợp chất organocopper phân tán gây độc cho sinh vật biển bám vào thân thuyền, hoặc là lớp phủ chống dính không cho sinh vật biển bám vào bề mặt vỏ thuyền.

Các công thức diệt sinh học đang dần được loại bỏ vì gây hại cho các sinh vật biển, ngay cả ở nồng độ thấp. Ngược lại, các hạt nano có thể khóa chặt các hợp chất diệt khuẩn trên bề mặt hoặc tạo ra một mạng tinh thể giữ chúng ở bên trong gọi là cấu trúc nano dendritric.

Khi cấu trúc này kết hợp với lớp phủ chống dính, việc diệt khuẩn sẽ chỉ xảy ra với các sinh vật trực tiếp tiếp xúc với các hợp chất. Việc các chất hóa học hòa vào nước biển sẽ không xay ra trong khi đặc tính chống nấm mốc vẫn vô cùng hiệu quả

XÂY DỰNG

Công ty Công Nghệ Zyvex trụ sở tại Columbus, Ohio đã tạo ra các Tàu Không Người Lái cho Hải Quân Hoa Kỳ với các sợi carbon gia cố bằng ống nano carbon

Theo cấu trúc nano này, với trọng lượng 8 400 pound sẽ nặng hơn 40 000 pound nếu được chế tạo bằng kỹ thuật sợi thủy tinh thông thường. Chỉ riêng việc giảm trong lượng này đã giảm đi mức tiêu tụ nhiên liệu từ mức ước tình 50 gallon mỗi giờ xuống còn 12 gallon mỗi giờ ở tốc độ 25 hải lý.

Việc sử dụng cốt thép ống nano được cho là giảm 75% trọng lượng đồng thời cải thiện được sức mạnh và độ bền.