研究人員開發(fā)出3D打印水凝膠來防御太空輻射

魔猴君  科技前沿   22天前

太空是一個(gè)極端的環(huán)境，存在許多危險(xiǎn)，輻射就是其中之一。在太空任務(wù)期間，宇航員及其設(shè)備所受到的輻射水平比地球上高得多。如果沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，設(shè)備可能會(huì)發(fā)生故障。對(duì)于宇航員來說，長(zhǎng)期暴露于這種輻射可能會(huì)對(duì)他們的健康造成嚴(yán)重后果。這就是為什么防護(hù)這些輻射對(duì)太空探索來說是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。

面對(duì)太空輻射的挑戰(zhàn)，比利時(shí)根特大學(xué)的研究人員正在研究一種解決方案：3D打印水凝膠。這些材料以其保留大量水的能力而聞名，可以成為抵御宇宙輻射的強(qiáng)大屏障。但是這些水凝膠是什么？它們?nèi)绾巫钃踺椛?？我們?cè)诒疚闹邢蚰忉屢磺小?/span>

一名宇航員和一輛3D打印的水凝膠航天飛機(jī)和宇航員。

保護(hù)宇航員免受輻射

當(dāng)我們想到太空時(shí)，我們常常想象一個(gè)完全的空虛，但事實(shí)并非如此。事實(shí)上，太空充滿了以接近光速移動(dòng)的高能粒子。這些粒子主要來自太陽。最近的研究表明，水可以有效地防輻射，因?yàn)樗袦p緩輻射粒子的能力。它的密度和氫濃度使其特別適合此用途。然而，實(shí)施使用水來阻擋輻射的系統(tǒng)面臨著一些挑戰(zhàn)。確實(shí)，在太空服中增加大型水箱可能會(huì)妨礙宇航員的行動(dòng)。此外，如果水分布不均勻，保護(hù)就會(huì)不足，一旦發(fā)生泄漏，可能會(huì)損壞電子設(shè)備。

因此，比利時(shí)根特大學(xué)的研究人員正在研究一種防輻射的新方法。他們正在研究可以替代水的超吸水聚合物（SAP），為創(chuàng)建防護(hù)罩提供更安全、更有效的解決方案。SAP是一種能夠吸收遠(yuǎn)超其重量的液體量的材料。當(dāng)它吸收水分時(shí)，就會(huì)變成凝膠，稱為“水凝膠”。研究員Lenny Van Daele解釋說：“我們每天使用的許多物品中都存在水凝膠，從隱形眼鏡到尿布和衛(wèi)生用品。我們的研究小組在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用方面有經(jīng)驗(yàn)，利用水凝膠作為柔軟的植入材料來修復(fù)受損的組織和器官。?

水凝膠的腫脹。

3D打印水凝膠，太空防護(hù)的重大突破

無論是在空間站還是在宇航服中，水凝膠都是防輻射的理想選擇。它們保留的水保持穩(wěn)定并且不會(huì)溢出，從而確保均勻的保護(hù)。如果發(fā)生泄漏，水不會(huì)立即逸出，從而讓宇航員能夠迅速采取行動(dòng)，確保他們的安全。根特大學(xué)的Manon Minsard補(bǔ)充道：“我們使用的超吸水聚合物可以采用多種不同的技術(shù)進(jìn)行加工，這在聚合物中是一種罕見且有利的品質(zhì)。我們首選的方法是3D打印，它可以讓我們創(chuàng)建幾乎任何我們想要的形狀的水凝膠。

在證明水凝膠適合太空環(huán)境后，研究人員目前正致力于改進(jìn)其制造方法。他們的目標(biāo)是利用這些材料創(chuàng)建3D結(jié)構(gòu)并提高生產(chǎn)效率，以期實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

編譯整理：3dnatives