Учёные Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разработали терморегулирующий наноматериал, который может быть использован в разных отраслях: от строительства и ядерной сферы до разработки космических аппаратов. О разработке поведали в пресс-службе вуза.
«В рамках программы развития «Приоритет 2030» и госзадания в ТУСУРе созданы новые типы покрытий для поддержания температуры космических аппаратов на необходимом уровне. Новые нанопокрытия созданы из силиката кальция (СаSiO3) и карбоната кальция (СаCO3), модифицированных диоксидом церия (CeO2). Интерес к новым пигментам уже проявили в АО «Композит» и в «Центре подготовки космонавтов» госкорпорации «Роскосмос»», — говорится в официальном в сообщении.
Космическая отрасль является одной из перспективных для использования нового материала. Учёные пояснили, необходимая температура в космических аппаратах поддерживается специальной системой терморегулирования, где ключевую роль играет именно терморегулирующее покрытие. Изначально температура зондов поддерживается на отметке 20°С, но в процессе продолжительной эксплуатации под воздействием внешних факторов, включая ионизирующее излучение, на поверхности аппаратов образуются дефекты, которые приводят к повышению температуры. Это в свою очередь становится причиной неправильной работы приборов, а иногда и отказов.
«И силикат, и карбонат кальция имеют большую ширину запрещенной зоны — это означает, что они поглощают очень мало солнечного света. Если традиционные покрытия на основе оксида цинка или диоксида титана поглощают до 20% и более солнечной энергии, то эти — 7-10%, обладая при этом большим значением коэффициента излучения, что обеспечивает излучение тепла, вырабатываемого оборудованием, установленным на космическом аппарате», — приводятся слова профессора, завлабораторией радиационного и космического материаловедения ТУСУРа Михаила Михайлова.
Он пояснил, один из главных недостатков немодифицированных порошков СаSiO3 и СаCO3 — нестабильность сложных анионов при облучении. Это приводит к появлению дефектов и центров поглощения, а также к их «потемнению» — уменьшению отражательной способности. Учёные добавили в состав пигмента наночастицы, чем ослабили процесс потемнения, а значит и скорость повышения температуры.
«Спектр применения наших пигментов крайне широк и не ограничивается космическими аппаратами. Например, если такие покрытия, стабильные к солнечному свету, нанести на стены зданий в жарких странах, они не будут трескаться. Состав можно использовать для изготовления керамики, которая применяется в ядерных реакторах, ускорителях заряженных частиц, рентгеновских аппаратах и должна обладать повышенной радиационной стойкостью. Наши пигменты могут быть востребованы для нанесения на емкости и оборудование для хранения и транспортировки нефтепродуктов и в других сферах», — приводятся слова Михайлова.
