Jet-Triebwerke sind eine der furchterregendsten Errungenschaften der Ingenieurskunst, die Menschen je erfunden haben.
Aber Düsentriebwerke sollten nicht möglich sein, sagt Ben Beake, Direktor der Materialforschung bei Micro Materials, einem Geräteprüfunternehmen in Wales.
Die einströmende Luft ist heißer als der Schmelzpunkt des Metalls unter dem offensichtlich nichts Gutes ist, erklärt er und weist darauf hin, dass diese Luft Temperaturen weit über 1.000C erreicht.
Designer von Düsentriebwerken haben dieses Problem durch die Anwendung hitzebeständiger Keramikbeschichtungen auf die Motorklingen überwunden.
Und jetzt entwickeln Forscher noch stärkere Beschichtungen, die es den Motoren erlauben, noch heißer zu laufen.
Wenn es heißer wird, dann gibt es eine massive Einsparung von Treibstoff und CO2, sagt Dr. Beake.
Wenn man die Temperatur um etwa 30 °C erhöht, könnte man eine Kraftstoffeinsparung von 8 % bekommen, schätzt er.
Dies ist die Kraft der Beschichtungen, die sie radikal die Funktionalität und Fähigkeiten eines zugrunde liegenden Materials verändern.
Nur wenige Menschen erkennen, wie wichtig sie sind, aber diese Überlagerungen und Furniere können Hochleistungsmaschinen aufladen oder dafür sorgen, dass teure Geräte die härtesten Umgebungen überleben.
Dr. Beake und seine Kollegen sind damit beauftragt, Beschichtungen an ihre Grenzen zu schieben, um zu sehen, wie robust oder effektiv sie wirklich sind.
Seine Kunden bekommen nicht immer die Ergebnisse, die sie wollen.
Er erinnert sich, einem Raketenhersteller zu sagen, dass Weve Ihre Beschichtung vor einigen Jahren kaputt gemacht hat.
Sie stürmten in einem Huff, sagt Dr. Beake.
Neben der Exposition von Beschichtungen bei hohen Temperaturen verfügt Micro Materials auch über ein Spechtgerät, einen winzigen Diamantstil, der wiederholt eine Beschichtung an zufälligen Stellen anzapft, um seine Haltbarkeit zu testen.
Vor kurzem hat die Firma mit dem britischen Teer Coatings gearbeitet, um ein Produkt zu testen, das auf Satellitenkomponenten, einschließlich Getrieben und Lagern in verschiedenen beweglichen Teilen verwendet werden könnte.
Es ist eine schwierige Aufgabe, sagt Xiaoling Zhang vom Unternehmen, denn die Beschichtung muss diese Komponenten sowohl vor dem Start (wenn sie der Luftfeuchtigkeit am Boden ausgesetzt sind) als auch im Orbit vor Staubpartikeln und Strahlung im Weltraum schützen.
Sie behauptet jedoch, dass die Firma die gewünschten Ergebnisse erzielt hat.
Aber neben dem Schutz von Raumfahrzeugen könnten auch Beschichtungen die Astronauten daran hindern, krank zu werden.
Biofilme glopy Ansammlungen von Bakterien innerhalb von Rohrleitungen wachsen schneller in Umgebungen mit geringer Schwerkraft, was ein Problem für die Wasserversorgung oder Maschinen sein könnte, die z.B. auf Raumstationen oder zukünftigen Raumsonden Flüssigkeit um sich herum bewegen.
Biofilme sind bekannt dafür, dass sie mechanische Ausfälle verursachen, sagt Kripa Varanasi vom Massachusetts Institute of Technology.
Du willst das nicht.
Prof. Varanasi und seine Kollegen haben eine Reihe von Beschichtungen entwickelt, die Oberflächen rutschig und somit resistent gegen die Bildung von Biofilmen machen.
Untersuchungen einer solchen Beschichtung in einem Experiment an Bord der Internationalen Raumstation ergaben, dass sie bestimmungsgemäß funktionierte.
Die Idee hinter der Beschichtung besteht darin, ein festes Material und ein Schmiermittel zu vermischen.
Dieses wird dann auf das Innere eines Rohres oder Rohrs gesprüht, was diese innere Oberfläche extrem rutschig macht.
Prof. Varanasi hat bereits Schlagzeilen für die Entwicklung ähnlicher Beschichtungen für die Innenseite von Zahnpastapackungen gemacht, damit Sie jedes letzte Stück Zahnpasta herausholen können.
Er und seine Kollegen haben die Technologie durch ihr Spin-out-Unternehmen LiquiGlide vermarktet.
Slipperiness ist vielleicht ein unterschätztes Attribut.
Nuria Espallargas von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie und Kollegen haben eine Beschichtung auf Siliziumkarbidbasis für Geräte entwickelt, die in der Aluminiumherstellung oder -reparatur verwendet werden.
Es ist eine Art Antihaft Bratpfanne Lösung, was bedeutet, dass Schichten aus geschmolzenem Aluminium nicht auf dieser teuren Ausrüstung stecken bleiben.
Die genaue Funktionsweise dieser speziellen Beschichtung ist jedoch derzeit etwas Geheimnisvolles.
Um ehrlich zu sein, wir wissen wirklich nicht, wie es funktioniert, der Mechanismus ist im Moment unbekannt, sagt Prof. Espallargas.
Dennoch ist die Beschichtung über ihr Spin-out-Unternehmen Seram Coatings kommerziell erhältlich.
Atlas Machine and Supply, ein US-Unternehmen, das industrielle Maschinen herstellt und repariert, hat es ausprobiert.
Der wahre Vorteil liegt darin, die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern und die Qualität der produzierten Produkte zu verbessern, sagt Jeremy Rydberg, Chief Innovation Officer.
Er sagt, dass Atlas ohne die Beschichtung alle zwei Tage die von ihm verwendeten Walzenwerkzeuge wieder aufbauen muss, um Aluminium zu bearbeiten.
Das kostet $4,5 Millionen jährlich.
Aber die neue Beschichtung bedeutet, dass diese Werkzeuge für eine ganze Woche dauern, nicht nur ein paar Tage, schneidet diese Wiederaufbaukosten auf rund $ 1,3 Mio. pro Jahr.
Beschichtungen können einige erstaunliche Dinge tun, aber sie funktionieren nicht immer wie beabsichtigt, bemerkt Andy Hopkinson, Geschäftsführer der Safinah Group, eine Firma, die oft angerufen wird, um zu untersuchen, wenn Beschichtungen schief gehen.
Waren im Moment viele Probleme mit Parkplätzen zu sehen, wo ihr passives Brandschutzsystem abhaut, sagt er und bezieht sich auf die feuerbeständige Farbe, die manchmal auf Betonkonstruktionen aufgetragen wird.
Und seine Firma hat auch festgestellt, dass Beschichtungen auf Handelsschiffen nicht immer verhindern, dass sich Schnallen und andere Meereslebewesen am Rumpf befestigen.
Dieses Problem, bekannt als Biofouling, erhöht die Reibung, was bedeutet, dass der Schiffsmotor härter arbeiten und mehr Kraftstoff verbrennen muss.
Trotz der Verfügbarkeit von Beschichtungen, die zu helfen versprechen, wählen Schiffseigner nicht immer die richtige für ihr Schiff.
Diese Wahl sollte davon abhängen, wo das Schiff segelt, wie lange es nicht in Bewegung ist, und so weiter, sagt Dr. Hopkinson.
Die Kosten für die Festsetzung solcher Probleme können in viele Tausende oder sogar Millionen von Pfund laufen.
Typischerweise kostet die Lackierung zwischen 1 und 2 % des Projekts.
Das Problem ist, wenn es schief geht, werden die Kosten exponentiell, sagt Herr Hopkinson.
Die in diesem Bereich tätigen Forscher sagen jedoch, dass es noch viele Möglichkeiten gibt, Beschichtungen zu verbessern und neue zu entwickeln, die die Leistungsfähigkeit von Maschinen oder Infrastrukturen in Zukunft drastisch verbessern könnten.