kemeia
عضو جدید
نانو در فضا
فناوري نانو در ماموريت‌هاي فضايي آينده نقش مهمي خواهد داشت. نانو حسگرها، موادي بسيار بهبود يافته با عملكرد بالا، يا سيستمهاي پيشران بسيار كارآمد، تنها نمونه‌اي از كاربرد فناوري نانو هستند. به گزارش پايگاه اينترنتي فناوري نانو، حفاظت در برابر تابش از كاربردهاي اساسي فناوري نانو در سفرهاي فضايي است . به گفته دانشمندان ناسا، خطر قرار گرفتن در معرض تابشهاي فضايي مهمترين عامل محدودكننده طول مدت سفرهاي فضايي است و لذا هم اكنون تحقيقات فراواني به‌طور خاص در اين زمينه در حال انجام است. طراحان سفينه‌هاي فضايي به اين منظور و نيز رفع مشكلاتي مانند بي‌وزني و دوام ساختار، به‌دنبال موادي هستند كه بتواند به آنها در توسعه و ساخت روكش چند كاره بدنه سفينه‌هاي فضايي( نانو حسگرهايي كه بتواند حفاظت موثري در برابر تابشهاي فضايي ايجاد كرده و ذخيره انرژي خوبي هم داشته باشد) كمك كند.
به اعقتاد دانشمندان نانو مواد پيشرفته‌اي مانند نانولوله‌هاي ايزوتوپي غني شده با بور مي‌تواند براي اين منظور كاملا مناسب باشد.
تابشهاي فضايي به لحاظ كمي كاملا با آنچه بشر در روي زمين با آن مواجه است تفاوت دارد.
يك فضانورد به محض خروج از ميدان مغناطيسي و اتمسفر محافظ زمين، در معرض تابشهاي يونيزه‌كننده اي به‌صورت ذرات اتمي باردار قرار مي‌گيرد كه با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت ميكنند.
اين ذرات پر انرژي (اچ ضد يي (HZEداراي بار زيادي بوده و بيشترين خطر را براي انسان در فضا دارند.
قرار گرفتن طولاني مدت در برابر اين تابشها موجب آسيب ديدن دي ان‌اي DNA و بروز سرطان ميشود. بور ۱۰يكي از مواد محافظي است كه دانشمندان مشغول بررسي قابليت آن هستند.
در واقع دانشمندان از دهه ۱۹۳۰نسبت به توانايي اين ماده در به دام اندازي نوترون‌ها آگاهي داشتند و در شمارشگر "گايگر" از آن به عنوان محافظ تابش و نيز لايه محافظ راكتورهاي هسته‌اي استفاده مي‌كردند.
نانولوله‌هاي بور به‌دليل داشتن ساختاري مشابه با نانولوله‌هاي شناخته شده كربني‌ها بسياري از خواص عالي آنها را داشته و حتي نسبت به آنها از برخي خواص بهتري مانند پايداري شيميايي بالا، مقاوت اكسيداسيون بالا در دماهاي بالا برخوردارند و يك نيمه هادي پايدار با شكاف باندي پهن به شمار مي‌آيند.
به همين دليل ميتوان آنها را به‌صورت روان‌كننده جامد در كاربردهاي دما بالا يا محيطهاي خورنده‌اي مانند باتري ها، پيل‌هاي سوختي، ابر خازن‌ها و ماشينهاي پر سرعت به كار برد.
محققان براي اولين بار موفق شدند تركيبي با بازدهي بالا و به مقدار زياد از اين نانولوله‌ها را با استفاده از روش آسياب توپي يا فرآيند گداخت توليد كنند.
آنها در مقاله خود با عنوان" غني‌سازي نانولوله‌ها با ايزوتوپ نيتريد بور "۱۰به نقش ويژه آسياب توپي پرانرژي در كاهش دماي نيتراسيون، كه در نهايت به رشد لوله‌هاي نازك استوانه‌اي منجر ميشود، اشاره كرده‌اند.
از جمله كاربردهاي ويژه اين ماده ميتوان به حفاظت در برابر تابش، مواد چندكاره براي ذخيره انرژي، حفاظت محيط زيست، صنايع هسته‌اي، حسگرها و نيز بدنه خارجي سفينه‌هاي فضايي، كاربردهاي نوترون در پزشكي و تشخيص و درمان سرطان اشاره كرد.
چندين سال قبل ناسا از محققان خواسته بود تا نمونه نانولوله‌هايي را بسازند تا به‌طور آزمايشي در ايستگاه‌هاي فضايي مورد استفاده قرار گيرد و هم‌اكنون محققان در حال مذاكره براي كاربردهاي احتمالي آنها در ماموريت‌هاي فضايي و نيز كاربردهاي احتمالي نانولوله‌هاي بور ۱۰هستند.
در حال حاضر آزمايش‌هاي تابشي روي اين نانولوله‌ها در حال انجام است. از نانولوله‌هاي بور ۱۰ميتوان نه تنها درصنايع فضايي، بلكه در موارد متعدد ديگري مانند حفاظهاي تابشي محكم، ارزان و سبك استفاده كرد.
به جز اين كاربرد، نانو در عصر فضا كاربردهاي ديگري هم دارد براي مثال نانو روبوت ها به خاطر وزن كم و مصرف انرژي پايين و ... در چند سال آينده كاربرد گسترده اي در عصر فضا پيدا خواهند كرد.اما نانو روبات چيست ؟ نانو روبات مجموعه از نانو تيوپها و نانو كامپيوترها و نانو حسگرها است كه به صورت هماهنگ عمل ميكنند و يك روبات را به وجود مي آورند به اين روبات ها Swarms گفته ميشود.
كاربردديگر نانو در علم فضا حل يك معضل بزرگ در ماهواره ها و فضاپيما هاست . ميدانيم كه فضاپيما ها به خاطر تابش مستقيم نور خورشيد بسيار گرم ميشوند و بدنه فضاپيما منبسط ميشود در حالي كه سطح داخلي و ديگر قسمتهايي كه رو به نور نيست كمتر از سطح رو به رو به خورشيد منبسط ميشوند.با استفاده از مواد هوشمند (كه به وسيله علم نانو ايجاد ميشوند) و با استفاده از كامپيوترهايي در همين ابعاد ، اختلاف فشار ايجاد شده برطرف ميشود.
از نانو همچنين در ساخت لباس فضانوردان استفاده خواهد شد لباس فضانوردان در عين داشتن مقاومت بالا و جذب نكردن و عبور ندادن پرتو ها و تشعشعات كيهاني بايد راحت و سبك باشد و علم نانو ساخت چنين موادي را ممكن ساخته است.
از ديگر استفاده هاي نانو تكنولوژي ميتوان از بالابر هاي فضايي نام برد و همچنين در به وجود آوردن محيطي مناسب در كرات ديگر براي رشد گياهان كاربرد نانوتكنولوژي مسلم شده است.
فناوري نانو در ماموريت‌هاي فضايي آينده نقش مهمي خواهد داشت. نانو حسگرها، موادي بسيار بهبود يافته با عملكرد بالا، يا سيستمهاي پيشران بسيار كارآمد، تنها نمونه‌اي از كاربرد فناوري نانو هستند. به گزارش پايگاه اينترنتي فناوري نانو، حفاظت در برابر تابش از كاربردهاي اساسي فناوري نانو در سفرهاي فضايي است . به گفته دانشمندان ناسا، خطر قرار گرفتن در معرض تابشهاي فضايي مهمترين عامل محدودكننده طول مدت سفرهاي فضايي است و لذا هم اكنون تحقيقات فراواني به‌طور خاص در اين زمينه در حال انجام است. طراحان سفينه‌هاي فضايي به اين منظور و نيز رفع مشكلاتي مانند بي‌وزني و دوام ساختار، به‌دنبال موادي هستند كه بتواند به آنها در توسعه و ساخت روكش چند كاره بدنه سفينه‌هاي فضايي( نانو حسگرهايي كه بتواند حفاظت موثري در برابر تابشهاي فضايي ايجاد كرده و ذخيره انرژي خوبي هم داشته باشد) كمك كند.
به اعقتاد دانشمندان نانو مواد پيشرفته‌اي مانند نانولوله‌هاي ايزوتوپي غني شده با بور مي‌تواند براي اين منظور كاملا مناسب باشد.
تابشهاي فضايي به لحاظ كمي كاملا با آنچه بشر در روي زمين با آن مواجه است تفاوت دارد.
يك فضانورد به محض خروج از ميدان مغناطيسي و اتمسفر محافظ زمين، در معرض تابشهاي يونيزه‌كننده اي به‌صورت ذرات اتمي باردار قرار مي‌گيرد كه با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت ميكنند.
اين ذرات پر انرژي (اچ ضد يي (HZEداراي بار زيادي بوده و بيشترين خطر را براي انسان در فضا دارند.
قرار گرفتن طولاني مدت در برابر اين تابشها موجب آسيب ديدن دي ان‌اي DNA و بروز سرطان ميشود. بور ۱۰يكي از مواد محافظي است كه دانشمندان مشغول بررسي قابليت آن هستند.
در واقع دانشمندان از دهه ۱۹۳۰نسبت به توانايي اين ماده در به دام اندازي نوترون‌ها آگاهي داشتند و در شمارشگر "گايگر" از آن به عنوان محافظ تابش و نيز لايه محافظ راكتورهاي هسته‌اي استفاده مي‌كردند.
نانولوله‌هاي بور به‌دليل داشتن ساختاري مشابه با نانولوله‌هاي شناخته شده كربني‌ها بسياري از خواص عالي آنها را داشته و حتي نسبت به آنها از برخي خواص بهتري مانند پايداري شيميايي بالا، مقاوت اكسيداسيون بالا در دماهاي بالا برخوردارند و يك نيمه هادي پايدار با شكاف باندي پهن به شمار مي‌آيند.
به همين دليل ميتوان آنها را به‌صورت روان‌كننده جامد در كاربردهاي دما بالا يا محيطهاي خورنده‌اي مانند باتري ها، پيل‌هاي سوختي، ابر خازن‌ها و ماشينهاي پر سرعت به كار برد.
محققان براي اولين بار موفق شدند تركيبي با بازدهي بالا و به مقدار زياد از اين نانولوله‌ها را با استفاده از روش آسياب توپي يا فرآيند گداخت توليد كنند.
آنها در مقاله خود با عنوان" غني‌سازي نانولوله‌ها با ايزوتوپ نيتريد بور "۱۰به نقش ويژه آسياب توپي پرانرژي در كاهش دماي نيتراسيون، كه در نهايت به رشد لوله‌هاي نازك استوانه‌اي منجر ميشود، اشاره كرده‌اند.
از جمله كاربردهاي ويژه اين ماده ميتوان به حفاظت در برابر تابش، مواد چندكاره براي ذخيره انرژي، حفاظت محيط زيست، صنايع هسته‌اي، حسگرها و نيز بدنه خارجي سفينه‌هاي فضايي، كاربردهاي نوترون در پزشكي و تشخيص و درمان سرطان اشاره كرد.
چندين سال قبل ناسا از محققان خواسته بود تا نمونه نانولوله‌هايي را بسازند تا به‌طور آزمايشي در ايستگاه‌هاي فضايي مورد استفاده قرار گيرد و هم‌اكنون محققان در حال مذاكره براي كاربردهاي احتمالي آنها در ماموريت‌هاي فضايي و نيز كاربردهاي احتمالي نانولوله‌هاي بور ۱۰هستند.
در حال حاضر آزمايش‌هاي تابشي روي اين نانولوله‌ها در حال انجام است. از نانولوله‌هاي بور ۱۰ميتوان نه تنها درصنايع فضايي، بلكه در موارد متعدد ديگري مانند حفاظهاي تابشي محكم، ارزان و سبك استفاده كرد.
به جز اين كاربرد، نانو در عصر فضا كاربردهاي ديگري هم دارد براي مثال نانو روبوت ها به خاطر وزن كم و مصرف انرژي پايين و ... در چند سال آينده كاربرد گسترده اي در عصر فضا پيدا خواهند كرد.اما نانو روبات چيست ؟ نانو روبات مجموعه از نانو تيوپها و نانو كامپيوترها و نانو حسگرها است كه به صورت هماهنگ عمل ميكنند و يك روبات را به وجود مي آورند به اين روبات ها Swarms گفته ميشود.
كاربردديگر نانو در علم فضا حل يك معضل بزرگ در ماهواره ها و فضاپيما هاست . ميدانيم كه فضاپيما ها به خاطر تابش مستقيم نور خورشيد بسيار گرم ميشوند و بدنه فضاپيما منبسط ميشود در حالي كه سطح داخلي و ديگر قسمتهايي كه رو به نور نيست كمتر از سطح رو به رو به خورشيد منبسط ميشوند.با استفاده از مواد هوشمند (كه به وسيله علم نانو ايجاد ميشوند) و با استفاده از كامپيوترهايي در همين ابعاد ، اختلاف فشار ايجاد شده برطرف ميشود.
از نانو همچنين در ساخت لباس فضانوردان استفاده خواهد شد لباس فضانوردان در عين داشتن مقاومت بالا و جذب نكردن و عبور ندادن پرتو ها و تشعشعات كيهاني بايد راحت و سبك باشد و علم نانو ساخت چنين موادي را ممكن ساخته است.
از ديگر استفاده هاي نانو تكنولوژي ميتوان از بالابر هاي فضايي نام برد و همچنين در به وجود آوردن محيطي مناسب در كرات ديگر براي رشد گياهان كاربرد نانوتكنولوژي مسلم شده است.
