Un nuovo studio dell'Australian National University (ANU) ha scoperto che un certo numero di materiali 2-D non solo possono resistere all'invio nello spazio, ma anche ma potenzialmente prosperano in condizioni difficili.

Potrebbe influenzare il tipo di materiali utilizzati per costruire qualsiasi cosa, dall'elettronica satellitare alle celle solari e alle batterie, rendendo più accessibili le future missioni spaziali, e più economico da avviare.

dottorato di ricerca Il candidato e autore principale Tobias Vogl era particolarmente interessato al fatto che i materiali 2-D potessero resistere a radiazioni intense.

"L'ambiente spaziale è ovviamente molto diverso da quello che abbiamo qui sulla Terra. Quindi abbiamo esposto una varietà di materiali 2-D a livelli di radiazioni paragonabili a quelli che ci aspettiamo nello spazio, " ha detto il signor Vogl.

"Abbiamo scoperto che la maggior parte di questi dispositivi ha reagito molto bene. Stavamo esaminando le proprietà elettriche e ottiche e sostanzialmente non abbiamo notato alcuna differenza".

Durante l'orbita di un satellite intorno alla Terra, è soggetto a riscaldamento, raffreddamento, e radiazioni. Sebbene sia stato fatto molto lavoro per dimostrare la robustezza dei materiali 2-D quando si tratta di fluttuazioni di temperatura, l'impatto delle radiazioni è stato in gran parte sconosciuto, fino ad ora.

Il team dell'ANU ha effettuato una serie di simulazioni per modellare gli ambienti spaziali per potenziali orbite. Questo è stato utilizzato per esporre i materiali 2-D ai livelli di radiazione previsti. Hanno scoperto che un materiale è effettivamente migliorato se sottoposto a intense radiazioni gamma.

"Un materiale che diventa più forte dopo l'irradiazione con raggi gamma, mi ricorda Hulk, " ha detto il signor Vogl.

"Stiamo parlando di livelli di radiazioni superiori a quelli che vedremmo nello spazio, ma in realtà abbiamo visto il materiale migliorare, o più luminoso."

Il signor Vogl afferma che questo materiale specifico potrebbe essere potenzialmente utilizzato per rilevare i livelli di radiazioni in altri ambienti difficili, come vicino a siti di reattori nucleari.

"Le applicazioni di questi materiali 2-D saranno abbastanza versatili, dalle strutture satellitari rinforzate con grafene, che è cinque volte più rigido dell'acciaio, alle celle solari più leggere ed efficienti, che aiuterà quando si tratta di portare effettivamente l'esperimento nello spazio."

Tra i dispositivi testati c'erano transistor atomicamente sottili. I transistor sono un componente cruciale per ogni circuito elettronico. Lo studio ha anche testato sorgenti di luce quantistica, che potrebbe essere utilizzato per formare quella che Vogl descrive come la "spina dorsale" della futura Internet quantistica.

"Potrebbero essere usati per reti di crittografia quantistica a lunga distanza basate su satellite. Questa Internet quantistica sarebbe la prova degli hacker, che è più importante che mai in questa epoca di crescenti attacchi informatici e violazioni dei dati".

"L'Australia è già leader mondiale nel campo della tecnologia quantistica, ", ha affermato l'autore senior, il professor Ping Koy Lam.

"Alla luce della recente istituzione dell'Agenzia spaziale australiana, e l'Istituto per lo spazio dell'ANU, questo lavoro dimostra che possiamo anche competere a livello internazionale nell'uso della tecnologia quantistica per migliorare la strumentazione spaziale".

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Comunicazioni sulla natura .