Відсутність сили тяжіння в космосі завдає шкоди організму, а радіаційне опромінення загрожує космонавтам підвищеним ризиком розвитку раку та інших захворювань. Команда з Австралійського національного університету (ANU) розробила новий наноматеріал, який може захистити космічних мандрівників тонкою плівкою, яка динамічно відбиває шкідливе випромінювання.

Без міхура безпеки магнітосфери Землі, випромінювання Сонця і більш віддалених джерел можуть завдати серйозної шкоди. Космічні апарати і прилади мають щільний захист для захисту людей і об’єктів від шкідливих інфрачервоних і ультрафіолетових променів, але матеріали зазвичай великі і громіздкі. Це не годиться для космосу, де мобільність і мінімізація ваги мають першорядне значення.

Наноматеріал ANU міг би виконувати ту ж функцію без зайвої товщини та ваги. Поверхня ANU складається з наночастинок, які можуть відбивати певні довжини хвиль світла в міру потреби – в цьому випадку інфрачервоні і ультрафіолетові. Ще краще, що різні шари матеріалу можуть вибірково дозволяти або перешкоджати проходженню цього світла, і користувач може змінити його на льоту, змінивши температуру. При нагріванні і охолодженні матеріалу наночастинки стають більш-менш заломлювальними в міру їх розширення або стискання.

«Важливим фактором нашої роботи є те, що, змінюючи температуру наночастинок, ми змінюємо показник заломлення, і це призводить до зміни оптичних властивостей наночастинок», – розповідає провідний дослідник Мохсен Рахмани. «Розрахувавши ці варіації оптичних властивостей, нам вдалося спроектувати і виготовити резонансні наночастинки, які можуть діяти по-різному до і після зміни оптичних властивостей, тому їх взаємодію зі світлом можна контролювати і спроектувати на вимогу». Це не просто можливість включення або виключення заломлення. Рахмани каже, що окремі наночастинки здатні працювати в змінному масштабі, повністю передаючи світло, відображаючи його, або де-небудь між ним. Джерело нагріву, який викликає реакцію, може бути або зовнішнім, або вбудованим, і потенційно контролюватися користувачем або носієм матеріалу.

«Контроль температури матеріалу може бути здійснений багатьма способами», – каже Рахмани. «Наприклад, з використанням додаткового лазерного променя, який може нагрівати поверхню, або з використанням мікронагрівачів, вбудованих всередині підкладки, і останній може бути дуже схожий на серію паралельних резистивних проводів на задньому вітровому склі. Аналогічний пристрій може бути використано з нашим винаходом, щоб обмежити контроль температури в точному місці».

ANU ефективний проти інфрачервоного і ультрафіолетового випромінювання, але він не зможе повністю захистити астронавтів від високоенергетичних частинок, – чого не зможуть і теперішні скафандри. Дослідники ANU кажуть, що матеріал збільшить «поріг опору» від шкідливого випромінювання, і якщо він буде налаштований на роботу з іншими довжинами хвиль, він також зможе знайти інші, більш внутрішні види використання.

«Наприклад, у вас може бути вікно, яке на вимогу може перетворитися в дзеркало у ванній кімнаті або контролювати кількість світла, що проходить через вікна будинку в різні сезони», – каже Андрій Мірошниченко, який працює над проектом.

Дослідження було опубліковане в журналі Advanced Functional Materials.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Підписуйтесь на наш канал у Telegram

Додайте відповідь

Please enter your comment!
Please enter your name here