Увеличить стойкость полимеров в составе космических аппаратов к действию радиации позволит технология ученых ТУСУРа, считают разработчики. Промежуточные результаты исследований опубликованы в журнале Polymer Degradation and Stability.
Разрушительное действие солнечной радиации и других видов излучений на материалы космических аппаратов (КА) – одна из основных технических проблем космической отрасли, рассказали в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР).
Космический аппарат находится в космосе годы и десятилетия. За это время на него влияют различные виды радиации, в том числе излучение солнечного спектра. Вследствие этого температура внутри аппарата превышает допустимые значения, что влияет на качество работы приборов и аппаратуры.
Полимеры, в частности полипропилен, применяются в качестве конструкционных, упрочняющих и изоляционных материалов, в терморегулирующих покрытиях и уплотнителях КА. Композиты из полимерных материалов чаще всего находятся на поверхности, поэтому должны быть наиболее устойчивыми к радиации, обратили внимание в университете.
"Впервые в мировой научной практике мы установили линейную зависимость энергетического положения элементарных полос поглощения от массы свободных радикалов (дефектов) на примере полимеров. Теперь мы сможем эффективнее увеличивать их стойкость к действию солнечного спектра и других видов излучений".
На базе полученных знаний, продолжил Михайлов, можно выявить закономерности образования дефектов при воздействии радиации у различных полимерных материалов.
Специалист подчеркнул, что уникальность этих исследований заключается в измерении оптических спектров поглощения в вакууме до и после каждого периода облучения материалов без выноса образцов в атмосферу. Это позволяет избежать взаимодействия образованных дефектов с атмосферными газами и регистрировать их концентрацию.
На базе получаемых данных исследователи могут подобрать оптимальный тип и концентрацию наночастиц при модифицировании полимеров. По мнению Михайлова, наночастицы наиболее действенны в качестве защитных элементов от радиации для полимеров.
"Допустим, что при облучении полипропилена образуется 10 типов радикалов. По установленной линейной зависимости энергии полос поглощения от массы радикалов можно определить их типы. Далее следует подобрать наиболее эффективные режимы модифицирования для уменьшения концентрации радикалов при облучении", – объяснил исследователь.
На следующем этапе ученые планируют провести аналогичные исследования более сложных полимеров, таких как полиметилсилоксан, акриловая и эпоксидная смолы и других.
Работа по данному направлению ведется в рамках государственной программы Минобрнауки "Приоритет-2030".