به گزارش افکارنیوزبه نقل از ایسنا، مهندسین در حال توسعه روش‌هایی هستند که از سفینه‌های فضایی در برابر این اجسامی که با سرعت زیاد در فضا در حال چرخش و حرکت هستند، حفاظت کنند، هر چند که هیچ‌ یک از این روش‌ها تاکنون نتوانسته به‌ طور کامل این مقصود را برآورده کند.

متخصصان ناسا در مرکز فضایی Goddard در گرینبلت در حال بررسی روشی هستند که شاید بتواند به‌ طور موثرتری اجزای سفینه فضایی را از بمباران اجسام پرسرعت حفاظت کند.

«وی‌وک دیویدی» و همکارش «ریموند آداموتیس» پروفسور مهندسی شیمی از دانشگاه مریلند، از فناوری لایه نشانی اتمی برای ایجاد پوششی محکم و فوق‌العاده نازک از تیوب‌های ظریف نیترید بور استفاده کردند. لایه نشانی اتمی که به اختصار با نام ALD شناخته می‌شود، برای پوشش‌دهی پلاستیک‌ها، نیمه‌هادی‌ها، شیشه، تفلون و مواد دیگر به‌ کار گرفته می‌شود.

کریستال‌های نیترید بور یکی از مستحکم‌ترین مواد در دنیا هستند. به گفته «دیویدی» ایجاد پوششی از این ماده بر روی بدنه سفینه‌های فضایی می‌تواند این مواد را در برابر برخورد ذرات خورشیدی پرانرژی و اجسام پرسرعت فضایی، حفاظت کند.

لایه نشانی اتمی

در روش ALD، که صنعت نیمه‌هادی از آن برای ساخت تراشه‌‌های رایانه‌ای بهره می‌برد، بستر یا زیرلایه در محفظه راکتور قرار گرفته و سپس جریانی از گاز پیش ماده‌های مختلف به‌ داخل راکتور تزریق می‌شود. پوشش ایجاد شده بسیار نازک بوده و ضخامت آن از یک اتم تجاوز نمی‌کند.

ALD با سایر روش‌های لایه نشانی متفاوت است. این روش شامل دو نیم واکنش است که به‌ طور پی در پی اتفاق می‌افتد و برای ایجاد هر لایه جدید این دو نیم واکنش تکرار می‌شود. محققان در پی کنترل ضخامت و ترکیب لایه نشانده شده حتی در عمق حفرات و کانال‌ها هستند که قابلیت ایجاد پوشش سه بعدی بر روی بستر را برای این روش فراهم می‌آورد. این ویژگی همراه با این مزیت که تشکیل این فیلم با این روش در دمای کم صورت می‌گیرد، منجر می‌شود که ALD در اپتیک، الکترونیک، انرژی، نساجی و زیست‌پزشکی جایگزین دیگر روش‌های لایه نشانی شود.

بنا به گفته «دیویدی» اگر لایه‌ای از آلومینا به کمک ALD بر روی شیشه ایجاد شود، استحکام شیشه تا ۸۰ درصد افزایش می‌یابد. فیلم حاصله به شکل یک آستر نانویی عمل کرده و عیوب ساختاری شیشه مانند ترک‌هایی که در اثر برخورد منجر به شکستگی می‌شوند را می‌پوشانند. پتانسیل کاربرد ALD در نسل جدیدی از کابین‌های فضانوردی وجود دارد.

بنا به گفته «دیویدی» می‌توان با استفاده از ALD پنجره‌هایی با شیشه نازک‌ترو مقاومت بیشتر داشت. این فناوری که برای حفاظت سفینه‌های فضایی به‌ کار گرفته می‌شود و احتمال می‌رود که در مقایسه با روش‌های لایه نشانی معمول، موثرتر باشد.

سخت‌ترین مواد در جهان

ایجاد پوشش بور با روش ALD با استفاده از پیش ماده‌های گازی مختلف، مشکل است. امروزه صنعتگران به کمک واکنش پودر بور با نیتروژن و مقدار کمی آمونیاک در محفظه‌ای که تا دمای دو هزار و ۵۵۲ درجه فارنهایت حرارت داده می‌شود، لایه اتمی از بور را ایجاد می‌کنند. این در حالی است که با به‌ کارگیری روش ALD فیلم فوق نازک نیترید بور می‌تواند در دمایی کمتر از ۷۵۲ درجه فارنهایت تشکیل شود.

بنا به گفته «دیویدی» تیم آنها مشکلات را مورد مطالعه قرار داده و علت وقوع آنها را بررسی کرده است و تا سال آینده موفق به نشاندن لایه نیترید بور بر روی بستر سیلیکون خواهد شد. پوشش ایجاد شده در «Goddard» و مرکز تحقیقات «Langley» در هامپتون، ناسا مورد آزمایش قرار گرفته و در صورتی که تأثیر آن به‌ عنوان یک لایه حفاظتی تایید شود، طراحان می‌توانند یک روزه از این فناوری برای پوشش‌دهی آینه‌ها، بدنه سفینه و سایر اجزا استفاده کنند. این فناوری به‌ زودی تا سال آینده مورد بهره‌برداری قرار خواهد گرفت.

علاوه‌ بر ایجاد یک پوشش محافظ، «دیویدی» و تیمش با استفاده از حمایت مالی «Goddard ' s Internal Research و Development program» و «NASA ' s Center Innovation Fund» قابلیت این روش برای پوشش‌دهی آینه‌های تلسکوپ اشعه ایکس را مورد بررسی قرار دادند. این آینه‌ها برای جذب فوتون‌های پرانرژی اشعه ایکس باید منحنی شکل باشند.

اين فناوري قادر به پوششدهي هر سطحي است که اين عمل را کامل و نقطه به نقطه انجام ميدهد. ديويدي ميگويد تنها چيزي که استفاده از اين روش را محدود ميکند، تخيل شماست.