Milli Elm və Texnologiya Tədqiqat Şurası tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriKosmos təkcə ilkin kosmik radiasiyaya deyil, həm də kosmik gəmilər və ya Ay səthi ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində yaranan və əhəmiyyətli bioloji risklər yaradan ikinci dərəcəli radiasiyaya, xüsusilə neytronlara məruz qalan bir mühitdir. BNNT maye kristal əsaslı film eyni kütlə qalınlığında alüminiumdan daha səmərəli kosmik radiasiyadan qorunma performansını nümayiş etdirir və xüsusilə termal neytronları zəiflətməkdə effektivdir. Kredit: Koreya Elm və Texnologiya İnstitutu

Yüksək enerjili kosmik şüalanma hüceyrələrə və DNT-yə zərər verir, xərçəngə səbəb olur və ikincil neytronlar (xüsusilə planetar səthlərdən yaranır) digər radiasiyalardan 20 dəfəyə qədər daha zərərli ola bilər. Ən çox istifadə edilən qoruyucu material olan alüminium müəyyən bir qalınlığın altında olduqda əlavə ikincil neytronlar əmələ gətirmək kimi çatışmazlıqlara malikdir.

Nəticə etibarilə, yüngül, güclü və əla neytron qoruyucu qabiliyyətlərə malik olan bor nitrid nanoborucuqları (BNNTs) perspektivli alternativ kimi ortaya çıxır.

BNNT-lər yalnız təqribən 5 nanometr diametrdə (insan saçının təxminən 1/20.000 qalınlığında) ultra incə boru şəklindədirlər, bu da onları son dərəcə yüngül və güclü edir, əla termal neytron udma qabiliyyətinə malikdir. Bununla belə, istehsal texnologiyasındakı məhdudiyyətlərə görə, onlar indiyə qədər yalnız nazik və kövrək təbəqə halında istehsal edilmiş, praktik tətbiqlərini məhdudlaşdırmışdır.

BNNT istehsalı və ekranlaşdırılmasında irəliləyiş

Koreya Elm və Texnologiya İnstitutunun (KIST) Funksional Kompozit Materiallar Tədqiqat Mərkəzində doktor Jang SeGyu-nun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu və Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutunun (KAIST) Bio və Kimya Mühəndisliyi Departamentində professor Choi Siyoungun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu yüksək sıxlıqlı BNNT qoruyucu qalxan hazırlayıb . Sıx dolu BNNT-lər tərəfindən yaradılan bu qalxan möhkəmdir, istiliyi səmərəli şəkildə keçirir və kosmik radiasiyanı effektiv şəkildə bloklayır .

Tədqiqat Advanced Functional Materials jurnalında dərc olunub .

Tədqiqat qrupu sabunda tez-tez rast gəlinən bir birləşmə olan səthi aktiv maddədən (dodesilbenzolsulfon turşusu) istifadə edərək, BNNT-lərin yığılmadan suda sabit şəkildə dağılmasına imkan verən bir texnika hazırladı.

Bu, komandaya nanoboru iplərinin təbii olaraq bir istiqamətə düzüldüyü yüksək konsentrasiyalı maye kristalda BNNT istehsal etməyə imkan verdi. BNNT maye kristalından istifadə edərək komanda həm yüksək düzülmə, həm də sıxlıq ilə BNNT filmləri hazırladı.Soldakı şəkildə, təsadüfi şəkildə qablaşdırılan BNNT-lərdən istifadə etməklə istehsal olunan adi BNNT filmləri aşağı sıxlığa malikdir, filmi kövrək və qırılmağa meyilli edir. Bunun əksinə olaraq, düzgün şəkildə hazırlanmış BNNT maye kristal əsaslı film, nanoboruların nizamlı bir quruluşda düzüldüyü, nəticədə daha yüksək sıxlıq və çevik, davamlı film istehsalına imkan verən. Kredit: Koreya Elm və Texnologiya İnstitutu

Nəticədə yaranan BNNT filmi adi kövrək BNNT təbəqəsi ilə müqayisədə üç dəfədən çox yüksək sıxlıq və təxminən 3,7 dəfə təkmilləşdirilmiş neytron qoruyucu performans nümayiş etdirdi. Bundan əlavə, çevik, lakin güclü idi, bu da onu müxtəlif struktur sistemlərində tətbiq etmək üçün əlverişli edir.

Performans, tətbiqlər və gələcək təsir

NASA ilə birgə aparılan simulyasiyalar göstərdi ki, BNNT filmi eyni kütlə qalınlığında alüminiumdan təxminən 15% daha yüksək radiasiyadan qorunma effektivliyi nümayiş etdirib. Başqa sözlə desək, onun kosmik radiasiyadan qoruyucu material kimi üstünlüyü dolayı yolla yoxlanılıb.

Müvafiq qalınlıqda tətbiq edildikdə, BNNT filmi Ay astronavtları üçün Beynəlxalq Kosmik Stansiyanın (ISS) təhlükəsizlik səviyyələri ilə müqayisə edilə bilən radiasiyadan qorunma təmin edə bilər.Hazırlanmış yüksək sıxlıqlı BNNT qoruyucu film, əvvəllər hazırlanmış kövrək BNNT təbəqəsi ilə müqayisədə üç dəfədən çox yüksək sıxlıq, iki dəfədən çox istilik keçiriciliyi və 3,7 dəfə daha çox radiasiya qoruyucu performans nümayiş etdirir, eyni zamanda əla elastikliyi saxlayır. Aşağı sağdakı səth elektron mikroskopunun (SEM) görüntüsündə göstərildiyi kimi, BNNT-lər örtük istiqaməti boyunca sıx və bərabər şəkildə düzülür. Kredit: Koreya Elm və Texnologiya İnstitutu

Bu nailiyyət missiya müddətini iki dəfəyə qədər uzada bilər ki, bu da onu gələcək uzunmüddətli kosmik tədqiqatlar və Ay və Mars bazalarının tikintisi üçün əsas imkan verən texnologiyaya çevirə bilər.

İrəliyə nəzər salsaq, BNNT filmi yüngül kosmik gəmilərin qoruyucu strukturlarında, Ay və Mars bazaları üçün qoruyucu maneələrdə və yüksək performanslı skafandr materiallarında istifadə oluna bilər. Bu tətbiqlərin insan kosmik fəaliyyətlərinin təhlükəsizliyinə və “Yeni Kosmos” dövründə texnoloji rəqabət qabiliyyətinin gücləndirilməsinə əhəmiyyətli töhfə verəcəyi gözlənilir.

KIST-dən Dr. Jang Se Gyu bildirdi ki, “Bu nailiyyət BNNT-nin kosmik radiasiya qalxanı kimi praktiki tətbiqinə mane olan istehsal və emal məhdudiyyətlərinin aradan qaldırılmasında irəliləyişi göstərir. BNNT-nin sıxlığını və düzülməsini maksimuma çatdırmaqla neytron qoruyucu performansını əhəmiyyətli dərəcədə artırmağımız xüsusilə əhəmiyyətlidir.

” Mexaniki gücü və əla istilik keçiriciliyini nəzərə alaraq, BNNTs təkcə kosmik tətbiqlərdə deyil, həm də aerokosmik, müdafiə və nüvə enerjisi obyektlərində, eləcə də digər qabaqcıl sənayelərdə istifadə üçün çox yönlü, yeni nəsil material kimi güclü potensiala malikdir.”

Ətraflı məlumat: Young-Kyeong Kim və digərləri, Təkmilləşdirilmiş Kosmik Radiasiyadan Qoruma üçün Səthi Aktiv Maddə-Stabilləşdirilmiş Liotrop Maye Kristalları vasitəsilə Yüksək Sıxlıqlı Bor Nitridi Nanoboru Kompozitləri, Təkmil Funksional Materiallar (2025). DOI: 10.1002/adfm.202510716

Jurnal məlumatı: Təkmil Funksional Materiallar 

Milli Elm və Texnologiya Tədqiqat Şurası tərəfindən təmin edilmişdir