Созданы «умные» кристаллы для космоса, которые могут самовосстанавливаться при –196°C
Ученые представили новый тип органических кристаллов, способных самостоятельно восстанавливать повреждения в экстремальном диапазоне температур — от –196°C до +150°C. Материал может стать основой для создания прочных оптических и электронных устройств для работы в открытом космосе.
Открытие принадлежит ученым из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби (NYUAD) в сотрудничестве с учеными из Цзилиньского университета (Китай). Свой материал они назвали «умными молекулярными кристаллами». Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.
В ходе экспериментов группа исследователей под руководством Панче Наумова из NYUAD обнаружила, что созданные кристаллы могут механически повреждаться при сильном холоде, а затем самостоятельно восстанавливаться. Особенно важно, что материал также вернул свою способность проводить свет. Это свойство необходимо для создания гибких оптических и электронных устройств, работающих в экстремальных условиях, в том числе в космосе.
Материал способен к самовосстановлению при температурах до –196°C (температура кипения жидкого азота), оставаясь при этом функциональным вплоть до +150°C. Ранее способность к самовосстановлению наблюдалась в основном у мягких материалов, таких как гели или полимеры, которые, как правило, теряют свои свойства при экстремальном холоде.
Способность кристаллов к «самолечению» объясняется их особой молекулярной структурой. Молекулы материала обладают постоянными дипольными моментами — то есть имеют четко выраженные положительные и отрицательные концы, которые притягиваются друг к другу, способствуя восстановлению разрывов.
Это открытие может сыграть важную роль в будущем освоении космоса, где требуются прочные и надежные материалы. Это особенно актуально с растущей проблемой космического мусора и микростолкновений на орбите: объекты движутся со скоростью около 8 км/с, и даже мелкие повреждения могут вывести аппарат из строя. Новый материал потенциально может использоваться для защиты космических аппаратов и спутников, продлевая срок их службы.
Ранее российские ученые предложили использовать материал, который сможет улучшить свойства солнечных батарей для спутников. Это позволит сократить стоимость производства панелей и повысить их эффективность.
Источник фото на обложке: NYU Abu Dhabi
Самое популярное
