Отсутствие силы тяжести в космосе наносит вред организму, а радиационное облучение грозит космонавтам повышенным риском развития рака и других заболеваний. Команда из Австралийского национального университета (ANU) разработала новый наноматериал, который может защитить космических путешественников тонкой пленкой, динамично отражает вредное излучение.

Без пузыря безопасности магнитосферы Земли, излучения Солнца и более отдаленных источников могут нанести серьезный вред. Космические аппараты и приборы имеют плотную защиту для защиты людей и о’объектов от вредных инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, но материалы обычно большие и громоздкие. Это не годится для космоса, где мобильность и минимизация веса имеют первостепенное значение.

Наноматериал ANU мог бы выполнять ту же функцию без лишней толщины и веса. Поверхность ANU состоит из наночастиц, которые могут отражать определенные длины волн света по мере необходимости – в этом случае инфракрасные и ультрафиолетовые. Еще лучше, что различные слои материала могут выборочно разрешать или препятствовать прохождению света, и пользователь может изменить его на лету, изменив температуру. При нагревании и охлаждении материала наночастицы становятся более-менее заломлювальними по мере их расширения или сжатия.

«Важным фактором нашей работы является то, что, изменяя температуру наночастиц, мы меняем показатель преломления, и это приводит к изменению оптических свойств наночастиц», – рассказывает ведущий исследователь Мохсен Рахманы. «Рассчитав эти вариации оптических свойств, нам удалось спроектировать и изготовить резонансные наночастицы, которые могут действовать по-разному до и после изменения оптических свойств, поэтому их взаимодействие со светом можно контролировать и спроектировать по требованию». Это не просто возможность включения или исключения преломления. Рахманы говорит, что отдельные наночастицы способны работать в переменном масштабе, полностью передавая свет, отражая его, или где-нибудь между ним. Источник нагрева, который вызывает реакцию, может быть или внешним, или встроенным, и потенциально контролироваться пользователем или носителем материала.

«Контроль температуры материала может быть осуществлен многими способами», – говорит Рахманы. «Например, с использованием дополнительного лазерного луча, который может нагревать поверхность, или с использованием мікронагрівачів, встроенных внутри подкладки, и последний может быть очень похож на серию параллельных резистивных проводов на заднем ветровом стекле. Аналогичное устройство может быть использовано с нашим изобретением, чтобы ограничить контроль температуры в точном месте».

ANU эффективен против инфракрасного и ультрафиолетового излучения, но он не сможет полностью защитить астронавтов от высокоэнергетических частиц, – чего не смогут и нынешние скафандры. Исследователи говорят ANU, что материал увеличит «порог сопротивления» от вредного излучения, и если он будет настроен на работу с другими длинами волн, он также сможет найти другие, более внутренние виды использования.

«Например, у вас может быть окно, какое требование может превратиться в зеркало в ванной комнате или контролировать количество света, что проходит через окна дома в разные сезоны», – говорит Андрей Мирошниченко, который работает над проектом.

Исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Подписывайтесь на наш канал в Телеграмма