2-D materiale har rumkøretøjsapplikationer

En ny undersøgelse fra The Australian National University (ANU) har fundet en række 2-D materialer, der ikke kun kan modstå at blive sendt ud i rummet, men trives potentielt under de barske forhold.

Det kan påvirke den type materialer, der bruges til at bygge alt fra satellitelektronik til solceller og batterier - hvilket gør fremtidige rummissioner mere tilgængelige, og billigere at lancere.

Ph.d. kandidat og hovedforfatter Tobias Vogl var særligt interesseret i, om 2-D-materialerne kunne modstå intens stråling.

"Rummiljøet er naturligvis meget anderledes end det, vi har her på Jorden. Så vi udsatte en række 2-D-materialer for strålingsniveauer, der kan sammenlignes med, hvad vi forventer i rummet, "Sagde hr. Vogl.

"Vi fandt, at de fleste af disse enheder klarede sig rigtig godt. Vi kiggede på elektriske og optiske egenskaber og så stort set ikke den store forskel."

Under en satellits kredsløb rundt om jorden, det er underlagt opvarmning, køling, og stråling. Selvom der har været masser af arbejde udført for at demonstrere robustheden af ​​2-D-materialer, når det kommer til temperatursvingninger, indvirkningen af ​​stråling har stort set været ukendt - indtil nu.

ANU -teamet udførte en række simuleringer for at modellere rummiljøer for potentielle baner. Dette blev brugt til at udsætte 2-D materialer for de forventede strålingsniveauer. De fandt et materiale, der faktisk blev forbedret, når det blev udsat for intens gammastråling.

"Et materiale, der bliver stærkere efter bestråling med gammastråler - det minder mig om hulken, "Sagde hr. Vogl.

"Vi taler om strålingsniveauer over det, vi ville se i rummet - men vi så faktisk materialet blive bedre, eller lysere. "

Vogl siger, at dette specifikke materiale potentielt kan bruges til at detektere strålingsniveauer i andre barske miljøer, som i nærheden af ​​atomreaktorsteder.

"Anvendelserne af disse 2-D materialer vil være ret alsidige, fra satellitstrukturer forstærket med grafen-som er fem gange stivere end stål-til lettere og mere effektive solceller, som vil hjælpe, når det kommer til faktisk at få eksperimentet ud i rummet. "

Blandt de testede enheder var atomisk tynde transistorer. Transistorer er en afgørende komponent for hvert elektronisk kredsløb. Undersøgelsen testede også kvante lyskilder, som kunne bruges til at danne, hvad hr. Vogl beskriver som "rygraden" i det fremtidige kvanteinternet.

"De kunne bruges til satellitbaserede fjerntliggende kvantekryptografienetværk. Dette kvanteinternet ville være hacking bevis, hvilket er vigtigere end nogensinde i denne tidsalder med stigende cyberangreb og databrud. "

"Australien er allerede verdens førende inden for kvanteteknologi, "sagde seniorforfatter professor Ping Koy Lam.

"I lyset af den nylige oprettelse af Australian Space Agency, og ANU's eget Institut for Rum, dette arbejde viser, at vi også kan konkurrere internationalt i at bruge kvanteteknologi til at forbedre ruminstrumenteringer. "

Forskningen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .