Een gemiddelde vlucht van Miami naar Seattle duurt ongeveer zes uur en 40 minuten, maar stel je voor dat je die tijd kunt verkorten tot 50 minuten of minder. Een recente studie door onderzoekers van NASA en Binghamton University, Staatsuniversiteit van New York, kan leiden tot een drastische vermindering van de vliegtijden. De studie, gedeeltelijk gefinancierd door de Amerikaanse luchtmacht, is een van de eerste stappen in de richting van het creëren van vliegtuigen die met hypersonische snelheden kunnen bewegen, vijf tot tien keer de snelheid van het geluid.

Er zijn momenteel nogal wat obstakels als het gaat om het bouwen van deze supervliegtuigen, zei Binghamton University universitair hoofddocent Werktuigbouwkunde Changhong Ke. De eerste daarvan is het vinden van een materiaal dat hypersonische reizen kan weerstaan.

"Onze studie gebruikte zogenaamde boornitride-nanobuizen (BNNT's). NASA bezit momenteel een van de weinige faciliteiten ter wereld die hoogwaardige BNNT's kan produceren, "zei Ke. Typisch, koolstofnanobuisjes zijn in vliegtuigen gebruikt vanwege hun sterkte - ze zijn sterker dan staal - en hun vermogen om warmte te geleiden. Echter, BNNT's zijn de golf van de toekomst als het gaat om vliegreizen.

"Terwijl koolstofnanobuisjes stabiel kunnen blijven bij temperaturen tot 400 graden Celsius, onze studie wees uit dat BNNT's tot 900 graden Celsius kunnen weerstaan, " zei Ke. "BNNT's zijn ook in staat om grote hoeveelheden stress aan te kunnen en zijn extreem licht van gewicht."

Het weerstaan ​​van hoge temperaturen is een belangrijke vereiste voor elk materiaal dat bedoeld is om 's werelds volgende supervliegtuigen te bouwen. Echter, Ke verduidelijkte dat het materiaal zowel structurele als mechanische eigenschappen moet kunnen behouden in een zuurstofomgeving.

"We testten dit materiaal niet in een vacuüm, zoals je zou ervaren in de ruimte. Materialen zijn bestand tegen veel hogere temperaturen in de ruimte. We wilden zien of BNNT's het aankonden in het soort omgeving dat een gemiddelde straaljager of commercieel vliegtuig zou ervaren, " hij zei.

Hoewel de studie nieuw licht heeft geworpen op de sterkte en stabiliteit van BNNT's, het gebruik ervan in vliegtuigen is mogelijk pas over vijf tot tien jaar realiteit.

"Direct, BNNT's kosten ongeveer $ 1, 000 per gram. Het zou onpraktisch zijn om een ​​product te gebruiken dat zo duur, " zei Ke.

Maar, dat wil niet zeggen dat het nooit zal gebeuren. Koolstofnanobuisjes waren 20 jaar geleden ongeveer dezelfde prijs. Naarmate meer studies het nut van koolstofnanobuisjes aantoonden, de productiesnelheden stegen en de prijzen daalden tot het huidige tempo, tussen $ 10 en $ 20 per gram. Ke ziet hetzelfde lot aankomen voor BNNT's.

Ke is van plan dit soort onderzoek naar BNNT's voort te zetten. Hij heeft met de U.S. Air Force aan verschillende onderzoeksprojecten gewerkt en werd in 2010 gekozen voor het Young Investigator Research Program van de U.S. Air Force, een prestigieus programma met minder dan 20 procent van de aanvragers geaccepteerd. Hoewel de opmars van BNNT's waarschijnlijk eerst in straaljagers zal worden gebruikt, Ke zei dat hij dit soort technologie kan zien doorsijpelen naar commerciële vluchten.

De krant, "Kwantitatieve karakterisering van structurele en mechanische eigenschappen van boornitride-nanobuisjes in omgevingen met hoge temperaturen, " werd gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .