Cnbeta 02月12日
水凝胶可用来吸收宇宙射线 保护太空旅行者
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水凝胶作为一种常见的材料,未来可能在太空旅行中发挥重要作用,保护宇航员免受宇宙辐射的危害。长时间的太空旅行会使宇航员暴露在远高于地球的辐射剂量下,对健康构成威胁。科学家们正在研究将水困在超级吸水聚合物(SAP)中,形成水凝胶,利用其高密度和富含氢原子的特性,有效吸收辐射。这种水凝胶不仅可以作为飞船的防护罩,还可以用于制造宇航服,为宇航员提供额外的保护,即使防护服受损,也能保持原位。

💧 水凝胶有望成为太空辐射防护的关键材料,通过将水与超级吸水聚合物结合,形成高密度、富含氢原子的屏蔽层,有效吸收宇宙辐射,保护宇航员的健康。

🚀 水凝胶可应用于航天器和宇航服,为宇航员提供全方位的辐射防护。在航天器上,水凝胶可以防止水的晃动和泄漏,而在宇航服中,即使防护服被刺穿,水凝胶也能保持原位,为宇航员争取撤离时间。

🧪 比利时根特大学的研究团队正在致力于水凝胶技术的改进,通过3D打印技术将其成型,并扩大生产规模,以实现工业化应用,为未来的太空探索提供更可靠的辐射防护方案。

水凝胶是我们大多数人都熟悉的东西,它被用于隐形眼镜、烧伤敷料和发胶。 未来,它还可能被用来保护宇航员在漫长的太空航行中免受致命宇宙辐射的危害。

太空旅行的主要危险之一是长时间暴露在辐射之下。 在地球大气层之外,国际空间站(ISS)上的宇航员在 6 个月的任务期间会暴露在大约 72 毫西弗(mSv)的宇宙辐射中,这相当于他们在地球上暴露数年的辐射量。

在计划中的一次火星任务中,当星际飞船飞越地球的保护磁场时,情况会更糟。 如果这样的航行历时三年,船员将摄入超过 1000 mSv 的辐射,几乎是地球辐射的 200 倍。

保持较高的速度可以帮助最大限度地减少辐射,但主要的保护措施是某种屏蔽,它可以在辐射造成任何伤害之前将其吸收。 水的密度大,又含有大量氢原子,因此特别有效。 在航天器上装满水,就能很好地简化问题。

问题是水是液体。 在有重力的情况下,这已经够糟糕了,但在太空失重的条件下,水可以随心所欲地四处乱窜,在屏蔽层中留下缝隙。 更糟糕的是,水可能会泄漏,这可能会造成各种问题,从电路短路到对宇航员构成新的威胁--在深空溺水。

根据比利时根特大学高分子化学和生物材料小组(PBM)科学家的最新研究,一种解决方案是将水困在一种先进的超级吸水聚合物(SAP)中,这种聚合物吸水能力超强。 将其置于水中,SAP 会形成水凝胶,重量会增加几百倍。 使用 3D 打印技术将其成型,就能获得辐射屏蔽。


吸水水凝胶

据欧空局称,这种水凝胶不仅可以作为飞船的防护罩,不会晃动或泄漏,还可以用来衬垫宇航服。 这一点尤为重要,因为一旦宇航员离开航天器,屏蔽航天器就没什么用了。 屏蔽服可以让宇航员花更多时间进行太空行走。 即使防护服被刺穿,水凝胶也能保持原位,让穿戴者有时间到达安全地带。 可以想象,它甚至可以被配置成密封剂,就像军用飞机油箱中使用的密封剂一样。

Peter Dubruel 说:"我们一直在寻找轻型辐射防护材料,并成功地证明了水凝胶可在太空条件下安全使用。 在这个后续项目中,我们正在应用不同的技术将材料塑造成三维结构,并扩大生产工艺的规模,从而使我们离工业化更近一步。"

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