۰۸ دی ۱۴۰۳
به روز شده در: ۰۸ دی ۱۴۰۳ - ۱۹:۵۱
فیلم بیشتر »»
کد خبر ۹۸۰۶۶۶
تاریخ انتشار: ۰۷:۴۵ - ۱۹-۰۴-۱۴۰۳
کد ۹۸۰۶۶۶
انتشار: ۰۷:۴۵ - ۱۹-۰۴-۱۴۰۳

ساخت ماهواره‌هایی با قابلیت خودترمیم‌ شوندگی به لطف یک ماده خاص

ساخت ماهواره‌هایی با قابلیت خودترمیم‌ شوندگی به لطف یک ماده خاص
محیط فضا خشن و پر از تشعشعات شدید است. دانشمندانی که فضاپیماها و ماهواره‌ها را طراحی می‌کنند به موادی نیاز دارند که بتوانند این شرایط را تحمل کنند.

تشعشعات فضایی می‌تواند به ماهواره‌ها آسیب برساند و یک ماده نسل بعدی می‌تواند آنها را در معرض پرتوهای کیهانی مقاوم کند به طوری که خودشان را ترمیم کنند.

به گزارش ایسنا، محیط فضا خشن و پر از تشعشعات شدید است. دانشمندانی که فضاپیماها و ماهواره‌ها را طراحی می‌کنند به موادی نیاز دارند که بتوانند این شرایط را تحمل کنند.

به نقل از اسپیس، در مقاله‌ای که در ماه ژانویه سال ۲۰۲۴ منتشر شده است، محققان یک ماده نیمه هادی نسل بعدی به نام پروسکایت هالید فلزی را نشان دادند که در واقع می‌تواند خود را از آسیب تشعشع بازیابی و التیام بخشد.

پروسکایت‌های هالید فلزی دسته‌ای از مواد هستند که در سال ۱۸۳۹ کشف شدند و به وفور در پوسته زمین یافت می‌شوند. آنها نور خورشید را جذب می‌کنند و آن را به طور موثر به الکتریسیته تبدیل می‌کنند و به طور بالقوه گزینه مناسبی برای صفحات خورشیدی مبتنی بر فضا هستند که می‌توانند ماهواره‌ها یا زیستگاه‌های فضایی آینده را تامین کنند.

محققان پروسکایت‌ها را به شکل جوهر می‌سازند، سپس جوهرها را روی صفحات شیشه‌ای یا پلاستیک می‌پوشانند و دستگاه‌های نازک لایه‌ای ایجاد می‌کنند که سبک و انعطاف‌پذیر هستند.

در کمال تعجب، این سلول‌های خورشیدی لایه‌ای نازک مانند سلول‌های خورشیدی سیلیکونی معمولی در آزمایشگاه عملکرد خوبی دارند، در حالی که تقریبا ۱۰۰ برابر نازک‌تر از سلول‌های خورشیدی سنتی هستند.

اما اگر این فیلم‌ها در معرض رطوبت یا اکسیژن قرار بگیرند، ممکن است تخریب شوند. محققان و صنعت در حال حاضر روی رفع این موارد کار می‌کنند.

برای آزمایش اینکه چگونه آنها ممکن است در فضا مقاومت کنند، محققان یک آزمایش تشعشع انجام دادند. آنها سلول‌های خورشیدی پروسکایت را در معرض پروتون‌هایی با انرژی کم و زیاد قرار دادند و ویژگی منحصر به فرد جدیدی پیدا کردند.

پروتون‌های پرانرژی آسیب‌های ناشی از پروتون‌های کم‌انرژی را التیام بخشیدند و به دستگاه اجازه دادند تا بازیابی شود و به کار خود ادامه دهد. سیستم‌های نیمه هادی‌ معمولی که برای الکترونیک فضایی استفاده می‌شوند این بهبود را نشان نمی‌دهند.

محققان از این یافته شگفت زده شدند. اینکه چگونه ماده‌ای که در معرض اکسیژن و رطوبت تخریب می‌شود، نه تنها در برابر تشعشعات شدید فضا مقاومت می‌کند، بلکه در محیطی که نیمه هادی‌های سیلیکونی معمولی را از بین می‌برد، ترمیم می‌شود نکته قابل توجهی بود.

چرا این یافته مهم است؟

دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که در ۱۰ سال آینده، پرتاب ماهواره به مدار نزدیک زمین به طور تصاعدی افزایش خواهد یافت و سازمان‌های فضایی مانند ناسا قصد دارند پایگاه‌هایی در ماه ایجاد کنند.

موادی که می‌توانند تشعشعات شدید را تحمل کنند و خود ترمیم شوند، متحول کننده خواهند بود.

محققان تخمین می‌زنند که استقرار چند پوند مواد پروسکایت در فضا می‌تواند تا ۱۰ میلیون وات نیرو تولید کند. در حال حاضر حدود ۴۰۰۰ دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم برای پرتاب مواد به فضا هزینه دارد، بنابراین مواد کارآمد مهم هستند.

آن چه که هنوز مشخص نیست

یافته‌های محققان جنبه قابل توجهی از پروسکایت‌ها را روشن می‌کند و تحمل آنها در برابر آسیب و نقص را نشان می‌دهد. بلورهای پروسکایت نوعی ماده نرم هستند، به این معنی که اتم‌های آنها می‌توانند به حالت‌های مختلفی حرکت کنند که دانشمندان آن را حالت‌های ارتعاشی می‌نامند.

اتم‌های موجود در پروسکایت‌ها معمولا به صورت شبکه‌ای قرار می‌گیرند. اما تشعشع می‌تواند اتم‌ها را از موقعیت خارج کند و به مواد آسیب برساند. ارتعاشات ممکن است به بازگرداندن اتم‌ها به جای خود کمک کنند، اما محققان هنوز مطمئن نیستند که این فرآیند دقیقا چگونه کار می‌کند.

یافته‌های آنها نشان می‌دهد که مواد نرم ممکن است به طور منحصر به فردی در محیط‌های شدید، از جمله فضا، مفید باشند.

اما تشعشع تنها فشاری نیست که مواد در فضا با آن مواجه می‌شوند. دانشمندان هنوز نمی‌دانند که پروسکایت‌ها وقتی در معرض شرایط خلاء و تغییرات شدید دما همراه با تشعشع قرار می‌گیرند، چگونه عمل می‌کنند. دما می‌تواند در رفتار ترمیمی که محققان مشاهده کردند، نقش داشته باشد. تحقیقات بیشتری باید در این مورد انجام شود.

این نتایج به ما می‌گوید که مواد نرم می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا فناوری‌هایی را توسعه دهند که در محیط‌های شدید به خوبی کار می‌کنند. تحقیقات آینده می‌تواند عمیق‌تر به چگونگی ارتباط ارتعاشات در این مواد با هر خاصیت خود ترمیم شوندگی بپردازد.

ارسال به دوستان
فامیل دور بشار اسد: او ما را فریب داد/ من کسی را شکنجه نکرده ام، فقط دو تا سیلی می زدم و رهایشان می کردم! رویای بزرگ الهلال؛ قهرمانی در جام جهانی باشگاه‌ها با فن دایک خواص شگفت‌انگیز یک میوه ناشناخته (فیلم) پرند شهرستان می‌شود مهارت آشپز چینی در برش زدن و تهیه غذا با ماهی تن غول پیکر (فیلم) توصیه هوش مصنوعی به بارسلونا؛ جذب مدافع لورکوزن برای استحکام خط دفاعی واکنش رضا کیانیان به ممنوع الپروازی ترانه علیدوستی (عکس) پیشنهاد وسوسه‌انگیز عربستان برای وینیسیوس؛ آیا رئال کوتاه می‌آید؟ بازگشت مردان آهنین به تلویزیون؛ تاثیر مثبت بر ورزش همگانی توصیه رخشان بنی‌اعتماد به دیدن فیلم «علت مرگ: نامعلوم» ؛ هوایی بس تازه در غربت سینمای اجتماعی دلیل تغییر نام بخشی از اتوبان هاشمی رفسنجانی اصفهان از زبان سخنگوی شورای شهر عیسی آل‌کثیر؛ از ناکامی تا بازگشت به گلزنی در پرسپولیس توصیه پلیس به مردم برای انجام معاملات ملکی (فیلم) ترک لیورپول به مقصد رئال؛ تصمیم شوکه کننده ترنت الکساندر آرنولد برای اولین بار بعد از 10 سال / ملاقات حزب کردها با عبدالله اوجلان