儘管金屬鏽蝕是一種讓人很討厭的現象,但北卡羅萊納州立大學的科學家們,正在藉此開發一種比傳統材料更輕、更實惠的新型遮蔽罩。
在太空和其它惡劣環境中,其能夠對精密電子裝置提供防護,同時將重量減輕 30% 以上。
在地球大氣和磁場之外,航天器最怕的就是輻射,尤其是那些執行深空任務的裝置。
【圖自:NASA / JHUAPL / SwRI,via New Atlas】
執行深空任務的時候,航天器上精密的電路特別容易受到宇宙射線的影響,導致其出現某些故障。
為防止這種意外的發生,太空中漫遊的電子裝置,通常被封裝在由鋁或其它金屬製成的特殊遮蔽盒中,以減少輻射暴露和延長電路壽命。
遺憾的是,航天器的發射很是費力,因此板載的每一克重量都需要精打細算。因此工程師在追求更高效率的同時,還必須想方設法地減輕零部件的重量。
好訊息是,北卡羅萊納州立大學的研究團隊,已經開發出了一種使重量更輕、更有效的遮蔽方法。
其使用了一種特殊的保形塗層來代替金屬遮蔽罩,即一種符合電子部件形狀的聚合物薄膜。
這些塗層多被用於保護微晶片和其它零件免受灰塵、化學物質、溼氣和溫度變化的影響。
然而這種新塗層的微妙之處,就在於將聚合物和金屬氧化物顆粒混合到了一起(類似鏽蝕)。
北卡羅萊納州立大學前研究生 Mike DeVanzo 表示:
輻射傳輸計算表明,包含金屬氧化物粉末的塗層,可提供媲美傳統遮蔽罩的效果。
在低能狀態下,金屬氧化物粉末應對電子裝置伽馬輻射的效果是傳統材料的三倍,應對中子輻射損害的能力也高出 225% 。
需要指出的是,儘管純金屬粉末的遮蔽效果更好,但混合了聚合物的塗層,意味著它能夠更加安全、且不會對電子裝置產生干擾。
該校核工程副教授 Rob Hayes 表示:與傳統遮蔽罩相比,它不僅體積更小、成本也更低。
新方案能夠在保持同等遮蔽效果的情況下,減輕 30% 的重量。或者在保持相同重量的情況下,提升 30% 以上的遮蔽效果。
換言之,無論哪種方式,新研究都能夠減少遮蔽所需的空間佔用。目前團隊正在進一步完善技術和尋求商業合作伙伴。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《輻射物理與化學》(Radiation Physics and Chemistry)期刊上。
原標題為:《Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings》
儘管金屬鏽蝕是一種讓人很討厭的現象,但北卡羅萊納州立大學的科學家們,正在藉此開發一種比傳統材料更輕、更實惠的新型遮蔽罩。
在太空和其它惡劣環境中,其能夠對精密電子裝置提供防護,同時將重量減輕 30% 以上。
在地球大氣和磁場之外,航天器最怕的就是輻射,尤其是那些執行深空任務的裝置。
【圖自:NASA / JHUAPL / SwRI,via New Atlas】
執行深空任務的時候,航天器上精密的電路特別容易受到宇宙射線的影響,導致其出現某些故障。
為防止這種意外的發生,太空中漫遊的電子裝置,通常被封裝在由鋁或其它金屬製成的特殊遮蔽盒中,以減少輻射暴露和延長電路壽命。
遺憾的是,航天器的發射很是費力,因此板載的每一克重量都需要精打細算。因此工程師在追求更高效率的同時,還必須想方設法地減輕零部件的重量。
好訊息是,北卡羅萊納州立大學的研究團隊,已經開發出了一種使重量更輕、更有效的遮蔽方法。
其使用了一種特殊的保形塗層來代替金屬遮蔽罩,即一種符合電子部件形狀的聚合物薄膜。
這些塗層多被用於保護微晶片和其它零件免受灰塵、化學物質、溼氣和溫度變化的影響。
然而這種新塗層的微妙之處,就在於將聚合物和金屬氧化物顆粒混合到了一起(類似鏽蝕)。
北卡羅萊納州立大學前研究生 Mike DeVanzo 表示:
輻射傳輸計算表明,包含金屬氧化物粉末的塗層,可提供媲美傳統遮蔽罩的效果。
在低能狀態下,金屬氧化物粉末應對電子裝置伽馬輻射的效果是傳統材料的三倍,應對中子輻射損害的能力也高出 225% 。
需要指出的是,儘管純金屬粉末的遮蔽效果更好,但混合了聚合物的塗層,意味著它能夠更加安全、且不會對電子裝置產生干擾。
該校核工程副教授 Rob Hayes 表示:與傳統遮蔽罩相比,它不僅體積更小、成本也更低。
新方案能夠在保持同等遮蔽效果的情況下,減輕 30% 的重量。或者在保持相同重量的情況下,提升 30% 以上的遮蔽效果。
換言之,無論哪種方式,新研究都能夠減少遮蔽所需的空間佔用。目前團隊正在進一步完善技術和尋求商業合作伙伴。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《輻射物理與化學》(Radiation Physics and Chemistry)期刊上。
原標題為:《Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings》