Académico Ding Wenjiang: Cultivo innovador del magnesio ligero del hidrógeno

El magnesio es el material útil más ligero del metal del mundo y desempeña un papel importante en la industria de defensa, el espacio aéreo, el transporte y otros campos. Al mismo tiempo, el magnesio es también el material del metal con la densidad más alta del almacenamiento del hidrógeno disponible, con ventajas significativas en usos innovadores en energía, medicina y agricultura.

 

El equipo de investigación nacional del “magnesio ligero del hidrógeno” del equipo- del profesor del Danian-estilo de Huang de la universidad llevado por Ding Wenjiang, académico de la academia de ingeniería china, ha superado los tres embotellamientos principales de la fuerza baja, de la tolerancia termal y de la corta vida de las aleaciones del magnesio, haciendo magnesio un arma importante en la nueva generación de mi país de “países grandes.” “Desempeñó un papel irreemplazable en el plan de desarrollo. El equipo de Ding Wenjiang también conquistó la tecnología barata de la preparación del lote de los materiales magnesio-basados del almacenamiento del hidrógeno, desarrolló la tecnología de almacenamiento de estado sólido principal del hidrógeno del mundo, y alcanzó una densidad del almacenamiento del hidrógeno equivalente a la del hidrógeno líquido en la temperatura ambiente y la presión, haciendo densidad de alta energía de la energía de hidrógeno y alta seguridad; permitiendo para que los materiales del magnesio hagan la “medicina del hidrógeno” por primera vez, los materiales del hidrógeno del magnesio tienen perspectivas amplias del uso en los campos de la medicina y de la agricultura. Los resultados de investigación del equipo de Ding Wenjiang han traído el magnesio chino al mundo, y ha venido a la vanguardia del mundo.

 

Recientemente, en la 24ta asociación de China para la ciencia y reunión anual de la tecnología, organizada en común por la sociedad de los materiales avanzados de la asociación de China para la ciencia y tecnología, la asociación de la ciencia de Hunan y de la tecnología, el departamento provincial de Hunan de industria y de tecnología de la información, el departamento provincial de Hunan de ciencia y de tecnología, y el gobierno de la gente municipal de Changsha. En el acontecimiento especial - el “foro internacional en la innovación y el desarrollo de la nueva industria de los materiales”, académico Ding Wenjiang, académico de la academia de ingeniería china, hizo un discurso en el que se intenta establecer la tónica de un congreso o asamblea dado derecho “cultivo innovador del magnesio con hidrógeno ligero”, “yo ha estado estudiando el magnesio durante 38 años. Durante estos 38 años hago principalmente dos cosas: uno es estudiar al peso ligero del magnesio, y el otro es estudiar el magnesio en ciencia del hidrógeno porque un átomo del magnesio puede llevar dos átomos de hidrógeno.”

 

“Magnesio ligero”

 

Según Ding Wenjiang, las reservas del magnesio de mi país son muy ricas, explicando el cerca de 90% del total del mundo. El magnesio tiene varias ventajas: primero, es muy ligero, su densidad es solamente 1/3 de aluminio y 1/4 de acero; en segundo lugar, el magnesio tiene un alto coeficiente que humedece, y el funcionamiento de la amortiguación de choque es muy bueno; tercero, tiene buen biocompatibility, la densidad de las aleaciones del magnesio es generalmente 1.74-2.0g/cm3, que es similar a la densidad natural del hueso de 1.8-2.1g/cm3, y tiene buena compatibilidad biomecánica; Cuarto, es más respetuosa del medio ambiente, y las aleaciones del magnesio pueden ser recicladas simplemente sin la reducción de su funcionamiento. Las propiedades mecánicas, y la energía consumida durante la regeneración y la fusión explica solamente el 4% de la energía consumida en la fabricación de nuevos materiales.

 

“Por lo tanto, el magnesio es un material importante en espacio aéreo, el transporte, la información electrónica, el poder de la energía, la biomedecina y otros campos. En la boca militar, el magnesio se utiliza principalmente para la fabricación militar del equipo o del arma. Porque el magnesio emite la luz en la temperatura alta, puede también ser utilizado para los petardos o las llamaradas; en Minkou, el magnesio es uno de los metales no ferrosos ampliamente utilizados en automóviles, productos de las TIC, y ayudas médicas.” Ding Wenjiang introdujo más lejos, “aunque el tren de alta velocidad sea ya una tarjeta de visita en mi país, tren de alta velocidad que los materiales usados en el tren de alta velocidad todavía necesitan ser desarrollados y ser innovados más a fondo. Muchas partes en el tren de alta velocidad se pueden hacer del magnesio ligero, por supuesto, su estabilidad y resistencia a la corrosión deben también ser consideradas. Esto será 100 mil millones niveles del yuan. Según el pronóstico de la asociación de investigación de la tecnología de la industria del magnesio de Corea, el mercado de metal global del magnesio aumentará en 7,1% anualmente, y alcanzará una escala de 620 millones de dólares americanos en 2026.

 

“Recientemente, la extensión del uso del magnesio en defensa nacional es también particularmente fuerte. Si usted quiere crear las armas y el equipo que pueden golpear más lejos, volar más rápido, y tiene una vida más larga, los requisitos para los materiales ligeros es muy alto. Por ejemplo, cerca de la velocidad hipersónica del espacio para los aviones, el uso del magnesio en el marco del ala puede alcanzar una perdida de peso completa de 100 kilogramos, y la gama aumentará en el 8%, que es mayor de 1400 kilómetros; por ejemplo, el misil hipersónico de la anti-nave de Eagle Strike, la cabina también ha comenzado a utilizar el magnesio, que está la primera vez en el mundo para utilizar el magnesio nos dejó hacerlo.” Ding Wenjiang dijo que en el campo civil, el foco ha estado recientemente en las ruedas de camiones resistentes. Si las ruedas del magnesio se utilizan para substituir las ruedas de aluminio, la energía puede alcanzar por lo menos el 10%; hay también un bloque de motor de vehículo del combustible, que es también muy importante para el peso ligero; y componentes automotrices del chasis de la aleación del magnesio, que se pueden considerar más a fondo en nuevos vehículos de la energía. Para uno, el peso se puede reducir por el 52% después de que sea integrado a presión fundición.

 

El uso industrial de los materiales de la aleación del magnesio se ha convertido en apuroses de la investigación en el campo de los materiales del metal estos últimos años. Con la promoción y el uso vigorosos de los nuevos vehículos de la energía, la construcción del tren de alta velocidad, la brecha acelerada en espacio aéreo, y el desarrollo rápido 5G de las redes, aleaciones del magnesio serán en los próximos años. La investigación y desarrollo y el uso llevarán en mayores oportunidades y perspectivas de mercado. En el futuro, la investigación y desarrollo de los materiales de gama alta de la aleación del magnesio del ultra-alto-funcionamiento y la mejora de las capacidades que trabajan a máquina de la precisión de las piezas complejas de la aleación de alto rendimiento y barata del magnesio serán direcciones importantes del desarrollo, de tal modo impulsando el desarrollo del equipo ligero, y el desarrollo de los materiales de la aleación del magnesio para los proyectos importantes nacionales. La tarifa de la localización también se acercará a 100%.

 

“Magnesio de la ciencia del hidrógeno”

 

 

Ding Wenjiang señaló en el informe que el magnesio tiene tres usos importantes en el campo de la energía de hidrógeno.

 

“Uno es el peso ligero de los materiales del magnesio y de los nuevos vehículos de la energía. La gravedad específica del magnesio es muy ligera, solamente 1,74, que es similar al plástico. Un átomo del magnesio puede llevar dos átomos de hidrógeno, que pueden solidificar hidrógeno en una relación con hidrógeno, y el hidrógeno se puede curar bajo ciertas condiciones. Puede también salir bajo ciertas condiciones. Por otra parte, después de que se lance el agua catalizada, el hidrógeno en el agua se puede también sacar. De esta manera, la memoria del hidrógeno es muy considerable. Los materiales del magnesio son encendedor en peso que de aluminio. Las piezas estructurales, piezas estructurales de la aleación del magnesio pueden alcanzar un efecto de la perdida de peso del 30%. Además, la fuerza, la vida de servicio y otros indicadores de funcionamiento no son inferiores a las aleaciones de aluminio.” El equipo de Ding Wenjiang alcanzó directo controlable la innovación del proceso de la preparación. La tecnología de la desorción del hidrógeno de la compañía, “haciendo el hidrógeno dentro y fuera del magnesio muy conveniente”, también ha preparado una serie de equipo de producción industrial para diversos escenarios del uso.

 

“El segundo es la integración de los materiales del magnesio y purificación del hidrógeno, almacenamiento y transporte. Para el almacenamiento de estado sólido del hidrógeno del magnesio, la entrada del hidrógeno no puede ser muy limpia, pero la pureza del hidrógeno lanzado puede alcanzar 99,999%. Por lo tanto, se llama la integración de la purificación, del almacenamiento y del transporte. Costado por otra parte, comparado con los remolques actuales del estadio para transportar el hidrógeno, el coste integrado de purificación del magnesio, el almacenamiento y el transporte se pueden reducir por el cerca de 40%, y no es afectado por la distancia del almacenamiento y del transporte, y tiene ventajas inherentes en almacenamiento de estado sólido magnesio-basado del hidrógeno. los tanques de almacenamiento de estado sólido del hidrógeno del Magnesio-hidrógeno se pueden colocar directamente en el camión grande. 15~20 tales productos se colocan en el camión grande, y un solo vehículo puede cargar 1,2 toneladas de hidrógeno, y se transporta en la temperatura normal y presión, sin ningún peligro si es un coche, un tren, un envase, o un transporte seguro en la temperatura normal y la presión, puede ser observado. La suposición preliminar actual del escenario del uso de este producto es ésa que pone directamente dos vehículos del envase en el suelo para almacenar y el transporte de 2,4 toneladas de hidrógeno es equivalente a un reaprovisionamiento del hidrógeno. Después de 12 años de investigación y desarrollo, el equipo de Ding Wenjiang ha formado una tecnología de producción en grande de 30 toneladas, que se pueden producir en lotes a bajo costo, y la salida internacionalmente está llevando. “Gran Bretaña, Japón y algunos países occidentales avanzados quieren hacer algunos experimentos, y vendrán todo a nosotros ordenar.” Ding Wenjiang dijo.

 

“El tercero es sistema eléctrico de energía del material y de hidrógeno del magnesio. Generalmente, la época del autodominio de abejones no excederá media hora. Usando los sistemas de alta energía, de alta densidad de la pila de combustible del hidruro del magnesio para los abejones puede hacer que los abejones vuelan en el aire. Continúe volando por 10 horas, con una media de 55 kilómetros por hora, y la gama continua puede alcanzar 500 kilómetros. Realice la seguridad de abejones en ciudades, la prevención del incendio forestal, y líneas eléctricas de alto voltaje.
Inspección del ámbito. “

 

Además, Ding Wenjiang también mencionó la investigación relacionada sobre las pilas de combustible del hidrógeno para los nuevos vehículos de la energía que el equipo ha estado desplegando estos últimos años: “Un electrodo de la membrana, una placa bipolar, estos dos es los componentes de la base. Desarrollamos una aleación del magnesio. La placa bipolar se puede empapar en el ácido hidrofluórico por tres meses sin ningún problema, la resistencia a la corrosión es muy fuerte, y la gravedad específica es muy ligera, así que tiene gran potencial del uso.”

 

“Aleación de Biomagnesium”

 

El magnesio es degradable en el cuerpo humano, evitando la cirugía secundaria, la infección secundaria y el coste adicional requeridos por otros biomateriales de uso general. Al mismo tiempo, como un material del stent para cardiovascular, él puede reducir con eficacia el remodelado negativo de los vasos sanguíneos enfermos, del restenosis vascular y de la hiperplasia íntima. Ding Wenjiang dijo: Las “aleaciones del magnesio se pueden utilizar como materiales biológicos. En términos de importancia, el mineral segundo en el cuerpo humano es magnesio. El magnesio es responsable de funciones de transmisión importantes de la energía en células, y ayuda a la membrana celular para regular la cantidad apropiada. La necesidad del calcio promueve la normalización de funciones fisiológicas. Muchas enfermedades médicas se relacionan directamente con la deficiencia del magnesio. El magnesio es un elemento que es muy beneficioso al cuerpo humano. Japón, los Estados Unidos, y Europa ahora tienen suplementos del magnesio. “Actualmente, las aleaciones biológicas del magnesio se utilizan principalmente en la preparación de los implantes de la reparación del hueso y de los andamios de la ingeniería del tejido tales como andamios cardiovasculares.

 

“Con respecto a stents cardiovasculares, los materiales médicos actualmente clínico usados del metal incluyen principalmente el acero inoxidable, las aleaciones cobalto-basadas, y las aleaciones del titanio. Tales stents permanecerán permanentemente en el cuerpo humano y no se pueden degradar, requiriendo a pacientes tomar las drogas del anti-rechazo durante mucho tiempo. Por otra parte, es fácil al re-bloque en el stent, requiriendo una segunda operación, que es muy aventurada. Si se utilizan los materiales del magnesio y se realiza la degradación controlada, este problema se puede solucionar bien.”
Hablando de las aleaciones del magnesio como materiales de la fijación del hueso, Ding Wenjiang dijo: “Actualmente, los materiales biomédicos ampliamente utilizados en placas del hueso y los clavos del hueso son principalmente titanio, aleaciones del titanio, acero inoxidable, etc., pero todos tienen ciertas limitaciones. Después de ser implantado en el cuerpo humano, porque el módulo de elástico del material humano del hueso no hace juego, la fuerza del hueso humano será bloqueada. Además, estos materiales no son degradables en el cuerpo humano. Cuando el hueso del paciente crece y cura, necesita ser quitado con una segunda operación. Ding Wenjiang introdujo más lejos, “material de la fijación del hueso de la aleación del magnesio es más compatible con las propiedades mecánicas del hueso humano, que pueden evitar con eficacia el efecto que protege de la tensión. Después de que el hueso humano se cure básicamente, la aleación del magnesio será degradada en las pequeñas moléculas no tóxicas e inofensivas, que se pasan a través del cuerpo humano. El sistema circulatorio se expulsa del cuerpo, que evita el dolor de quitar el clavo de acero y la placa de acero en la segunda operación del paciente, y también ahorra el coste de operación.”

 

Ding Wenjiang mencionó más lejos, “por ejemplo, durante el replantation de una mano separada, un alambre del nervio es necesario. Si se utiliza un alambre del titanio, permanecerá en el nervio para siempre porque no puede ser degradado por la corrosión en el cuerpo humano. El alambre del magnesio, cuando el alambre del nervio crece, el alambre del magnesio puede desaparecer con la degradación.”

 

Finalmente, él acentuó que la investigación científica eficaz se debe hacer para poder innovar y hacer prototipos tecnológicos. “Si no hay originalidad ni efecto, sino solamente de imitación y copiando, ésta es la investigación científica ineficaz que pierde recursos humanos, materiales y financieros,” Ding Wenjiang dijo, “cuando enganchamos a la ciencia material y a la ingeniería, nosotros debe hacer el mejor uso de materiales, y el proceso de formación debe ser flexible. Para.” La política de 16 caracteres de “a ser buena en los materiales, los materiales a convertirse en materiales, los materiales que se harán en las herramientas, y las herramientas para ser fácil de utilizar” ha sido siempre el concepto de la investigación y desarrollo seguido por el equipo de Ding Wenjiang, “en la investigación de los nuevos materiales, ciencia material y la ingeniería de los materiales no se puede combinar para separarse, debemos combinar los materiales y tecnología. Especialmente en el campo de la ingeniería, debemos prestar más atención a las necesidades del país y al desarrollo del sustento de la gente, integramos de cerca la investigación académica con el desarrollo de la productividad, y buscamos mayor espacio del desarrollo. Después de 40 años de cultivo innovador, el magnesium tendrá gran potencial en defensa y la industria militar, el transporte, la biomedecina, el ambiente de la energía, la agricultura verde y campos más desconocidos en el futuro, nos dejan esperar y considerar.” Ding Wenjiang es lleno de esperanza.