تجهیزات فضایی با یک پلتفرم نانویی سبک‌تر و کاراتر می‌شوند

به گزارش خبرگزاری مهر، محققان مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته کره (KAIST)، مؤسسه ماشین‌آلات و مواد کره و دانشگاه ملی علم و فناوری سئول (SEOULTECH) نشان داده‌اند که گرافنی که تحت تابش لیزر (LIG) قرار گرفته و روی آن با کمک لیزر فمتوثانیه الگوهایی قرار داده شده است، می‌تواند برای تولید تجهیزات فضایی مناسب باشد. این گرافن به عنوان یک ماده همه کاره برای حسگری دما/کرنش، جذب نور سرگردان و مدیریت گرما برای لباس‌های فضایی و تلسکوپ‌های هوشمند استفاده شود.

این گروه تحقیقاتی روشی ارائه کرده که با کمک آن می‌توان گرافن با ویژگی‌های خاص تولید کرد. این گرافن برای تولید تجهیزات فضایی که نیاز به کار در شرایط سخت دارند، مناسب است. فرآیند جدید دانشمندان از پالس‌های لیزر دقیق کنترل‌شده برای تبدیل سطح کولار به ساختار گرافنی متخلخل استفاده می‌کند و به طور موثر پارچه کولار معمولی را به یک ماده چند منظوره تبدیل می‌کند.

کلید عملکرد این ماده در ساختار میکروسکوپی آن نهفته است. لیزر شبکه‌ای جنگل مانند از گرافن با منافذ و کانال‌های ریز بی شماری ایجاد می‌کند. این ساختار ۹۷٫۵۷ درصد از نور ورودی را در طول موج‌های مرئی و مادون قرمز به دام می‌اندازد و جذب می‌کند در نتیجه به طور قابل توجهی بهتر از پوشش‌های سیاه سنتی مورد استفاده در تلسکوپ‌ها عمل می‌کند.

همین شبکه متخلخل گرما را به سرعت هدایت می‌کند و شش برابر سریع‌تر از مواد تلسکوپ استاندارد حرکت می‌کند. این ترکیب از تداخل نور و اعوجاج های مربوط به دما که می‌تواند تصاویر تلسکوپ را تخریب کند، جلوگیری می‌کند.

هنگامی که این ماده به عنوان حسگر استفاده می‌شود، تغییرات دما را سه برابر بهتر از حسگرهای لباس فضایی فعلی تشخیص می‌دهد. به حرکت فیزیکی ۴۵۴ برابر سریع‌تر از حسگرهای فشار فعلی پاسخ الکتریکی پاسخ می‌دهد و امکان نظارت دقیق بر حرکت فضانورد و علائم حیاتی بدون وسایل الکترونیکی حجیم را فراهم می‌کند.

لیزر می‌تواند الگوهای خاصی را ایجاد کند که برای عملکردهای مختلف بهینه شده است. این تیم تحقیقاتی مواد خود را از طریق آزمایش‌های دقیق فضایی-محیطی تأیید کردند. آن‌ها نمونه‌ها را در یک محفظه خلاء در یک میلیونم فشار معمولی جو مشابه شرایط در مدار زمین قرار دادند. آن‌ها به مدت ۴۰ ساعت دما را بین ۲۰- تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد تغییر دادند که با نوسانات دمایی که هنگام حرکت فضاپیماها بین نور خورشید و سایه رخ می‌دهد مطابقت دارد. این ماده قابلیت‌های حسی و خواص نوری خود را در طول این آزمایش‌ها حفظ کرد. این پلتفرم می‌تواند جایگزین سیستم‌های تخصصی فعلی در تجهیزات فضایی شود.