لایه های نانویی در خدمت فضاپیماها - آکا
مهندسین در حال توسعه روش هایی هستند که از سفینه های فضایی در برابر اجرامی که با سرعت زیاد در فضا در حال چرخش و حرکت هستند,حفاظت نمایند هر چند که هیچ یک از این ر

مهندسین در حال توسعه روش هایی هستند که از سفینه های فضایی در برابر اجرامی که با سرعت زیاد در فضا در حال چرخش و حرکت هستند، حفاظت نمایند هر چند که هیچ یک از این روش ها تاکنون نتوانسته به طور کامل این مقصود را برآورده کند اما به تازگی روشی در حال بررسی و آزمایش است که می تواند تا حد زیادی این مشکل را حل کند.

,اجرام سرگردان فضایی , لایه های نانویی, فضاپیما,نجوم ، ستاره شناسی و فضانوردی

فضا می تواند به دلیل وجود موادی نظیر ریز شهاب سنگ ها، ذرات خورشیدی، عبور ماهواره ها با سرعت 20 کیلومتر بر ثانیه و ... محیطی خطرناک برای سفینه های فضایی، شناساگرها و پنل های خورشیدی باشد. متخصصان ناسا در مرکز فضایی Goddard در گرینبلت در حال بررسی روشی هستند که شاید بتواند به طور مۆثرتری اجزای سفینه فضایی را از بمباران اجسام پرسرعت حفاظت کند.

وی وک دیودی و همکارش ریموند آداموتیس پروفسور مهندسی شیمی از دانشگاه مریلند، از فناوری لایه نشانی اتمی برای ایجاد پوششی محکم و فوق العاده نازک از تیوب های ظریف نیترید بور استفاده کردند. لایه نشانی اتمی که به اختصار با نام ALD شناخته می شود، برای پوشش دهی پلاستیک ها، نیمه هادی ها، شیشه، تفلون و مواد دیگر به کار گرفته می شود.

کریستال های نیترید بور یکی از مستحکم ترین مواد در دنیا هستند. به گفته دیودی ایجاد پوششی از این ماده بر روی بدنه سفینه های فضایی می تواند این مواد را در برابر برخورد ذرات خورشیدی پرانرژی و اجسام پرسرعت فضایی حفاظت کند.

 علاوه بر ایجاد یک پوشش محاف1 دیودی و تیمش با استفاده از حمایت های مالی مراکز تحقیقاتی، قابلیت این روش برای پوشش دهی آینه های تلسکوپ اشعه ایکس را مورد بررسی قرار دادند. این آینه ها برای جذب فوتون های پرانرژی اشعه ایکس باید منحنی شکل باشند

ALD  با سایر روش های لایه نشانی متفاوت است. این روش شامل دو نیم واکنش است که به طور پی در پی اتفاق می افتد و برای ایجاد هر لایه جدید این دو نیم واکنش تکرار می شود. محققان در پی کنترل ضخامت و ترکیب لایه نشانده شده حتی در عمق حفره ها و کانال ها هستند که قابلیت ایجاد پوشش سه بعدی بر روی بستر را برای این روش فراهم می آورد. این ویژگی همراه با این مزیت که تشکیل این لایه با این روش در دمای کم صورت می گیرد، منجر می شود که ALD در اپتیک، الکترونیک، انرژی، نساجی و زیست پزشکی جایگزین دیگر روش های لایه نشانی شود.

بنا به گفته دیودی اگر لایه ای از آلومینا به کمک ALD بر روی شیشه ایجاد شود، استحکام شیشه تا %80 افزایش می یابد. لایه حاصله به شکل یک آستر نانویی عمل کرده و عیوب ساختاری شیشه (مانند ترک هایی که در اثر برخورد منجر به شکستگی می شوند) را می پوشانند. پتانسیل کاربرد ALD در نسل جدیدی از کابین های فضانوردی وجود دارد. بنا به گفته دیودی می توان با استفاده از ALD پنجره هایی با شیشه نازکتر و مقاومت بیشتر داشت. این فناوری برای حفاظت سفینه های فضایی به کار گرفته می شود و احتمال می رود که در مقایسه با روش های لایه نشانی معمول، مۆثرتر باشد.

,اجرام سرگردان فضایی , لایه های نانویی, فضاپیما,نجوم ، ستاره شناسی و فضانوردی

ایجاد پوشش بور با روش ALD با استفاده از پیش ماده های گازی مختلف، مشکل است. امروزه صنعتگران به کمک واکنش پودر بور با نیتروژن و مقدار کمی آمونیا در محفظه ای که تا دمای 2552 درجه فارنهایت حرارت داده می شود، لایه اتمی از بور را ایجاد می کنند. این در حالی است که با به کارگیری روش ALD لایه فوقِ نازک نیترید بور می تواند در دمایی کمتر از 752 درجه فارنهایت تشکیل شود.

بنا به گفته دیودی تیم آنها مشکلات را مورد مطالعه قرار داده و علت وقوع آنها را بررسی کرده است و تا سال آینده موفق به نشاندن لایه نیترید بور بر روی بستر سیلیکون خواهد شد. پوشش ایجاد شده در Goddard و مرکز تحقیقات Langley در ناسا مورد آزمایش قرار گرفته و در صورتی که تأثیر آن به عنوان یک لایه حفاظتی تأیید شود، طراحان می توانند از این فناوری برای پوشش دهی آینه ها، بدنه سفینه و سایر اجزا استفاده کنند.

علاوه بر ایجاد یک پوشش محاف1 دیودی و تیمش با استفاده از حمایت های مالی مراکز تحقیقاتی، قابلیت این روش برای پوشش دهی آینه های تلسکوپ اشعه ایکس را مورد بررسی قرار دادند. این آینه ها برای جذب فوتون های پرانرژی اشعه ایکس باید منحنی شکل باشند.

 

بخش دانش و زندگی تبیان

منبع : tebyan.net

منبع : بخش مقالات علمی آکاایران
برچسب :