می‌توان از نانولوله‌های کربنی در ایستگاه فضایی و شاتل‌ استفاده کرد

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، در ایستگاه‌های فضایی، وزن عامل بسیار مهمی است. افزایش وزن سازه‌های فضایی موجب افزایش بار مالی ماموریت‌های فضایی خواهد شد. در طول یک دهه گذشته محققان به دنبال استفاده از مواد سبک نظیر فوم‌ و فویل‌ بوده‌اند. اما فلزهای رایج که در کابل‌ها و سیم‌ها استفاده می‌شود برای استفاده در شاتل‌ها و ایستگاه‌های فضایی چالش‌برانگیز هستند.

نانولوله‌های کربنی ترکیبات جالبی هستند که می‌توانند گزینه مناسبی برای جایگزینی سیم‌های فلزی باشند، دلیل این امر هدایت الکتریکی بالا و دانسیته کم این ترکیبات است. اما در حال حاضر اطلاعات کمی درباره رفتار این نانولوله‌ها در محیط خارج از جو زمین به دست آمده است.

اخیراً مقاله‌ای در نشریه Carbon منتشر شده که در آن نتایج بررسی‌های انجام شده روی نانولوله‌های کربنی در فضا ارائه شده ‌است. در این پروژه، ساختارهای مختلفی از نانولوله‌های کربنی نظیر ساختار الیافی مورد بررسی قرار گرفته است. در فضای خارج از جو زمین، شرایط ویژه‌ای حاکم است به طوری که خلاء، تابش شدید پرتو فرابنفش، ذرات یونیزه کننده (به حالت الکترون یا فوتون)، چرخه گرمایی ( تغییر دما از منفی 175 تا مثبت 160 درجه سانتی‌گراد) و اکسیژن اتمی می‌تواند محیط منحصر به فردی ایجاد کند که هر ماده‌ای قادر به تحمل آن نباشد.

در میان تمام این عوامل، اکسیژن اتمی و پرتو فرابنفش قدرت تخریبی بیش‌تری دارند. از این رو محققان الیاف بافته‌شده از نانولوله‌های کربنی را در دو بخش از ایستگاه فضایی مورد استفاده قرار دادند. یکی را روی سطح ایستگاه فضایی در بخش جلویی و دیگری را در بخش پشتی قرار دادند و همچنین یک نمونه کنترل را نیز در آزمایشگاه نگهداری کردند.

محققان نشان دادند که روی هر دو الیاف، اکسید‌های آمورف تشکیل شد که این در نتیجه برخورد اکسیژن اتمی است. هر چند الیاف موجود در بخش جلویی بیش‌تر از بخش پشتی خورده شده بود. بعد از گذشت بیش از دو سال، هیچ یک از نانولوله‌ها آسیب جدی ندیده بودند، هر چند الیاف جلویی اندکی تغییر داشت و استحکام کششی آن 25 درصد کاهش یافته بود، اما مقاومت الکتریکی هر دو نوع رشته افزایش یافته بود.

در نهایت این گروه نشان دادند که الیاف بافته‌شده از نانولوله‌های کربنی شایستگی جایگزینی کابل‌های فلزی را دارند.