شنبه 07 مهر 1403 - 21:46
ابتکار دانشمند ایرانی در تولید مواد خودترمیم برای زیستگاههای فضایی
ایسنا/ دکتر «احمد کرمانی» دانشمند ایرانی «مؤسسه فناوری راچستر»، یک ماده نیمهرسانای جدید را ابداع کرده است که میتواند در برابر تشعشع فضایی مقاوم باشد و خود را پس از آسیب دیدن ترمیم کند.
محیط فضا خشن و پر از تشعشعات شدید است. به همین دلیل، دانشمندان طراح فضاپیماها و ماهوارهها به موادی نیاز دارند که بتوانند این شرایط را تحمل کنند.
به نقل از فست کمپانی، دکتر «احمد کرمانی» دانشمند ایرانی «مؤسسه فناوری راچستر»(RIT) و همکارانش در پژوهش جدیدی نشان دادهاند که یک ماده نیمهرسانای نسل بعدی به نام «پروسکایت هالید فلزی» میتواند خود را پس از آسیب دیدن با تشعشع بازیابی کند و التیام ببخشد.
پروسکایتهای هالید فلزی، گروهی 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 صورت الکتریسیته ارائه میدهند. به همین دلیل، جایگزین مناسبی برای پنلهای خورشیدی فضا هستند که میتوانند انرژی مورد نیاز ماهوارهها یا زیستگاههای فضایی آینده را تامین کنند.
پژوهشگران، پروسکایتها را به شکل جوهر میسازند و سپس، صفحات شیشهای یا پلاستیکی را با جوهر میپوشانند و دستگاههای نازکی را ایجاد میکنند که سبک و انعطافپذیر هستند.
این گروه پژوهشی در کمال تعجب دریافتند که سلولهای خورشیدی نازک حتی اگر تقریبا ۱۰۰ برابر نازکتر از سلولهای خورشیدی سیلیکونی معمولی باشند، مانند آنها عملکرد خوبی را در بررسیهای آزمایشگاهی دارند.
با وجود همه مزایا، اگر این لایههای نازک در معرض رطوبت یا اکسیژن قرار بگیرند، میتوانند تخریب شوند. پژوهشگران و متخصصان صنایع در حال حاضر روی رفع این نگرانیها پیرامون پایداری سلولهای خورشیدی نازک کار میکنند.
کرمانی گفت: گروه من برای آزمایش مقاومت سلولهای خورشیدی نازک در فضا، یک آزمایش تشعشع را انجام دادند. ما سلولهای خورشیدی پروسکایت را در معرض پروتونهایی با انرژی کم و زیاد قرار دادیم و ویژگی منحصربهفرد و جدیدی را پیدا کردیم.
پروتونهای پرانرژی، آسیبهای ناشی از پروتونهای کمانرژی را التیام بخشیدند و به دستگاه اجازه دادند تا ترمیم شود و به کار خود ادامه دهد. نیمهرساناهای معمولی که برای تجهیزات الکترونیکی فضایی استفاده میشوند، این ویژگی را نشان نمیدهند.
کرمانی ادامه داد: گروه من از مشاهده این نتیجه شگفتزده شدند. چگونه مادهای که در معرض اکسیژن و رطوبت تخریب میشود، نه تنها در برابر تشعشعات شدید فضا مقاومت میکند، بلکه در محیطی که رساناهای سیلیکونی معمولی را از بین میبرد، خود را ترمیم میکنند؟ ما در مقاله خود، این راز را آشکار کردهایم.
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 را روی ماه ایجاد کنند. موادی که میتوانند تشعشعات شدید را تحمل کنند و خودترمیم باشند، بازی را تغییر خواهند داد.
پژوهشگران تخمین میزنند که استقرار چند کیلوگرم مواد پروسکایت در فضا میتواند تا ۱۰ میلیون وات نیرو تولید کند. پرتاب مواد به فضا در حال حاضر حدود ۴۰۰۰ دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه دارد. بنابراین، مواد کارآمد مهم هستند.
کرمانی گفت: یافتههای ما جنبه قابل توجهی را از پروسکایتها نشان میدهند که تحمل آنها در برابر آسیب است. بلورهای پروسکایت، مواد نرمی هستند که اتمهای آنها میتوانند به حالتهای متفاوتی حرکت کنند. دانشمندان این حالتها 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 پژوهشگران هنوز دقیقا مطمئن نیستند که این فرآیند چگونه کار میکند.
کرمانی خاطرنشان کرد: یافتههای ما نشان میدهند که مواد نرم ممکن است به طور منحصربهفرد در محیطهای خشن مانند فضا سودمند باشند.
تشعشع تنها فشاری نیست که مواد در فضا با آن روبهرو 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 مواد نقش داشته باشد اما برای اطمینان یافتن از آن باید بررسی بیشتری انجام شود.
کرمانی گفت: این نتایج به ما میگویند مواد نرم میتوانند به دانشمندان کمک کنند تا فناوریهایی را توسعه دهند که در محیطهای خشن به خوبی کار میکنند. پژوهشهای آینده میتوانند چگونگی ارتباط ارتعاشات این مواد را با خاصیت خودترمیمی به صورت عمیقتری بررسی کنند.
این پژوهش در مجله «The Conversation» به چاپ رسید.
پربیننده ترین
-
عکس مسی درآمد؛ آخرین توپ طلا با آرایشگر ویژه!
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
آخرین وضعیت راهها در چهارمین روز از سال جدید؛ محور چالوس از شنبه دوباره بسته میشود
-
زنده؛ بیرانوند در یک قدمی استقلال
-
"دنا پلاس اتومات" بخریم یا "تارا اتومات؟"/ مقایسه اختصاصی "آخرینخودرو" از دو خودروی پرطرفدار
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (16)
-
5 نشانه ضعیف شدن ریه ها و بهترین روش تقویت آن چیست؟
-
لندکروزر یا ۲۰۶؟ / مقایسه جالب "آخرینخودرو" به بهانه سخنان جنجالی میرسلیم
-
سپ، برترین شرکت در خاورمیانه شد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (28)
-
ویدیو تست و بررسی فیدلیتی پرایم جدید در آخرین خودرو
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (14)
-
لحظه به لحظه با جدال پرسپولیس مقابل النصر
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (22)
-
یحیی مچ ساپینتو را خواباند / برد ارزشمند پرسپولیس در صدمین شهرآورد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (19)
-
چالش/بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (11)
آخرین اخبار
-
سوپ پاشی مجدد به تابلوی ونگوگ در لندن
-
ایرلند: حزبالله لبنان و رژیم اسرائیل عقبنشینی کنند
-
پیشبینی افزایش ۲۱ درصدی تولید چغندرقند بهاره در استان
-
عراقچی در گفتوگو با گوترش: بیعملی شورای امنیت دلیل عمده استمرار جنایتهای رژیم صهیونیستی است
-
دبیر انجمن انرژیهای تجدیدپذیر: ناترازی برق به ۳۵ هزار مگاوات میرسد
-
وزیر دفاع: به قول سید مقاومت، ما قطعاً پیروز این مبارزه هستیم
-
عکس/ اجتماع پرشور آغاز نصرالله در تبریز
-
ما شیعیان علی بن ابیطالب(ع) فلسطین را تنها نخواهیم گذاشت
-
پیام تسلیت مشترک نماینده ولیفقیه در گیلان و استاندار در پی شهادت سیدحسن نصرالله
-
روایتی از سیدحسن نصرالله درباره همدلی حاج قاسم با حزبالله لبنان
-
اطلاعیه آموزش و پرورش برای رسیدگی به اعتراضات آزمونهای استخدامی معلمی
-
تجمع مردم کردستان در محکومیت ترور سید مقاومت
-
صدای انفجار در آسمان تلآویو شنیده شد
-
تصاویری از گشت و گذار گونه در معرض انقراض در اردبیل
-
آزادی ۲۷ زندانی جرائم مالی در استان البرز
سایر اخبار مرتبط
نظرات
ثبت نظر
مهمترین اخبار
دبیر انجمن انرژیهای تجدیدپذیر: ناترازی برق به ۳۵ هزار مگاوات میرسد
شنبه 07 مهر 1403 - 21:41:56
پیش بینی قیمت طلا و سکه ۸ مهر ۱۴۰۳
شنبه 07 مهر 1403 - 22:20:00
پیش بینی قیمت دلار ۸ مهر ۱۴۰۳
شنبه 07 مهر 1403 - 21:45:00
پیش بینی بورس فردا یکشنبه ۸ مهر ۱۴۰۳
شنبه 07 مهر 1403 - 21:21:41
تحلیلی از تاثیر شهادت حسن نصرالله بر بازار سرمایه
شنبه 07 مهر 1403 - 22:10:00