Es entsteht ein Metamaterial, das vor Strahlung schützen kann

Der erste bemannte Flug in den Weltraum war nicht gestern. Aber der unerforschte Raum wurde noch nicht untersucht. Es lockt mit seiner Rätselhaftigkeit und natürlich möglichen kolossalen Aussichten. Aufgrund der Tatsache, dass dies ein relativ neues Forschungsgebiet ist, sehen sich Wissenschaftler mit vielen Problemen konfrontiert. Der offene Raum ist nicht sehr geeignet für das Leben der Menschen. Dies hält die Wissenschaftler jedoch nicht davon ab, Wege zu finden, um den Körper vor den Auswirkungen dieser Umwelt zu schützen. Wenn Astronauten sich im Weltraum befinden, erfahren sie eine Menge Unannehmlichkeiten. Geringe Schwerkraft verhindert das normale Funktionieren des Körpers, und hohe Strahlung erhöht das Risiko von Krebs und anderen Krankheiten. Zu diesem Zweck hat die Forschungsgruppe der Australian National University ein Metamaterial entwickelt, das Strahlung dynamisch reflektiert.

Das Präfix “meta” bedeutet “außerhalb” (griechisch), und der Begriff “Metamaterialien” wird als eine Struktur betrachtet, in der die Effizienz elektromagnetischer Eigenschaften die Eigenschaften von Komponenten übersteigt. Diese Materialien werden künstlich erzeugt, indem verschiedene periodische Strukturen in das ursprüngliche Material eingeführt werden.

Warum musstest du jemals ein ungewöhnliches Material kreieren? Strahlung von der Sonne (und nicht nur) war ein ernstes Problem für Wissenschaftler, die an Weltraumforschungsprogrammen beteiligt waren. Ein Raumschiff, Raumanzüge, eine Raumstation und sogar verschiedene Instrumente sind mit dicken Schichten von Schutzmaterial bedeckt. Dies ist sehr unpraktisch, weil alle Objekte schwerfällig werden und es sehr schwierig ist, sich in solchen Schutzanzügen zu bewegen. Idealerweise müssen Sie ein dünnes Material herstellen, das den Astronauten vor schädlicher Strahlung schützt, ohne seine Bewegungen zu behindern.

Und das ist passiert. Nicht perfekt, natürlich, aber sehr vielversprechend. Das erzeugte Metamaterial schützt perfekt vor Strahlung und ist daher sehr dünn. In der Tat, dieser Film, der aus Nanopartikeln besteht. Sie reflektieren Lichtwellen einer bestimmten Länge. (Ultraviolette und Infrarotstrahlen, in dieser Situation). Verschiedene Schichten dieses Films können Licht vermeiden, und der Mann kann die Metamaterialeinstellungen einstellen, nämlich die Temperatur ändern. Wenn das neue Material abgekühlt wird, werden die Nanopartikel komprimiert, wenn sie erwärmt werden – sich ausdehnen und gleichzeitig mehr oder weniger reflektieren.

Nun ist ein neues Problem entstanden: Wie werden die Heizelemente in das Metamaterial integriert? Die Temperaturkontrolle ist auf verschiedene Arten möglich (zum Beispiel durch Mikroheater, die in das Material eingenäht werden können), aber die Wissenschaftler wissen immer noch nicht, wie sie die Effizienz der Reflexion verschiedener Strahlung am besten einstellen können. Metamaterial schützt Astronauten vor Infrarot- und Ultraviolettstrahlung, aber es ist für hochenergetische Teilchen nutzlos. Aber auch die vorhandenen Raumanzüge werden dieser Aufgabe nicht gerecht. Aber zumindest hat das neue Material bereits bessere Eigenschaften. Und mit einer weiteren Verfeinerung können so sehr leichte, mobile “Raumanzüge” geschaffen werden.