نقش فناوری نانو در فضا

فناوری نانو در ماموریت‌های فضایی آینده نقش مهمی خواهد داشت. نانو حسگرها، موادی بسیار بهبود یافته با عملکرد بالا، یا سیستمهای پیشران بسیار کارآمد، تنها نمونه‌ای از کاربرد فناوری نانو هستند.

به گزارش پایگاه اینترنتی فناوری نانو، حفاظت در برابر تابش از کاربردهای اساسی فناوری نانو در سفرهای فضایی است . به گفته دانشمندان ناسا، خطر قرار گرفتن در معرض تابشهای فضایی مهمترین عامل محدودکننده طول مدت سفرهای فضایی است و لذا هم اکنون تحقیقات فراوانی به‌طور خاص در این زمینه در حال انجام است. طراحان سفینه‌های فضایی به این منظور و نیز رفع مشکلاتی مانند بی‌وزنی و دوام ساختار، به‌دنبال موادی هستند که بتواند به آنها در توسعه و ساخت روکش چند کاره بدنه سفینه‌های فضایی( نانو حسگرهایی که بتواند حفاظت موثری در برابر تابشهای فضایی ایجاد کرده و ذخیره انرژی خوبی هم داشته باشد) کمک کند. به اعقتاد دانشمندان نانو مواد پیشرفته‌ای مانند نانولوله‌های ایزوتوپی غنی شده با بور می‌تواند برای این منظور کاملا مناسب باشد. تابشهای فضایی به لحاظ کمی کاملا با آنچه بشر در روی زمین با آن مواجه است تفاوت دارد. یک فضانورد به محض خروج از میدان مغناطیسی و اتمسفر محافظ زمین، در معرض تابش‌های یونیزه‌کننده ای به‌صورت ذرات اتمی باردار قرار می‌گیرد که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. این ذرات پر انرژی (اچ ضد یی ‪ (HZE‬دارای بار زیادی بوده و بیشترین خطر را برای انسان در فضا دارند. قرار گرفتن طولانی مدت در برابر این تابشها موجب آسیب دیدن دی ان‌ای ‪DNA‬ و بروز سرطان می‌شود. بور ‪ ۱۰‬یکی از مواد محافظی است که دانشمندان مشغول بررسی قابلیت آن هستند. در واقع دانشمندان از دهه ‪ ۱۹۳۰‬نسبت به توانایی این ماده در به دام اندازی نوترون‌ها آگاهی داشتند و در شمارشگر "گایگر" از آن به عنوان محافظ تابش و نیز لایه محافظ راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌کردند. نانولوله‌های بور به‌دلیل داشتن ساختاری مشابه با نانولوله‌های شناخته شده کربنی‌ها بسیاری از خواص عالی آنها را داشته و حتی نسبت به آنها از برخی خواص بهتری مانند پایداری شیمیایی بالا، مقاوت اکسیداسیون بالا در دماهای بالا برخوردارند و یک نیمه هادی پایدار با شکاف باندی پهن به شمار می‌آیند. به همین دلیل می‌توان آنها را به‌صورت روان‌کننده جامد در کاربردهای دما بالا یا محیطهای خورنده‌ای مانند باتری ها، پیل‌های سوختی، ابر خازن‌ها و ماشینهای پر سرعت به کار برد. محققان برای اولین بار موفق شدند ترکیبی با بازدهی بالا و به مقدار زیاد از این نانولوله‌ها را با استفاده از روش آسیاب توپی یا فرآیند گداخت تولید کنند. آنها در مقاله خود با عنوان" غنی‌سازی نانولوله‌ها با ایزوتوپ نیترید بور ‪ "۱۰‬به نقش ویژه آسیاب توپی پرانرژی در کاهش دمای نیتراسیون، که در نهایت به رشد لوله‌های نازک استوانه‌ای منجر می‌شود، اشاره کرده‌اند. از جمله کاربردهای ویژه این ماده می‌توان به حفاظت در برابر تابش، مواد چندکاره برای ذخیره انرژی، حفاظت محیط زیست، صنایع هسته‌ای، حسگرها و نیز بدنه خارجی سفینه‌های فضایی، کاربردهای نوترون در پزشکی و تشخیص و درمان سرطان اشاره کرد. چندین سال قبل ناسا از محققان خواسته بود تا نمونه نانولوله‌هایی را بسازند تا به‌طور آزمایشی در ایستگاه‌های فضایی مورد استفاده قرار گیرد و هم‌اکنون محققان در حال مذاکره برای کاربردهای احتمالی آنها در ماموریت‌های فضایی و نیز کاربردهای احتمالی نانولوله‌های بور ‪ ۱۰‬هستند. در حال حاضر آزمایش‌های تابشی روی این نانولوله‌ها در حال انجام است. از نانولوله‌های بور ‪ ۱۰‬می‌توان نه تنها درصنایع فضایی، بلکه در موارد متعدد دیگری مانند حفاظهای تابشی محکم، ارزان و سبک استفاده کرد.