俄罗斯团队打造超级抗辐射纳米涂层:可自我修复,单层材料厚仅100nm

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发布时间: 06-1109:45深圳前瞻资讯股份有限公司

俄罗斯托木斯克理工大学(TPU)的科学家正在开发一种独特的用于辐射防护的纳米涂层,这种涂层能够自我修复。它将有助于保护电子产品,并大大提高核工业和航天工业中各种材料的抗辐射能力。

研究结果发表在《金属》( Metals)学术期刊上。

专家解释称,这种新型抗辐射材料,不仅能提高核设施的安全性,还能有效保护电子设备免受辐射损害。这种保护在太空尤其重要,因为宇宙辐射很容易损坏电子设备。

(图文无关)

材料中的辐射缺陷(vacancy defects)是由空位缺陷引起的,空位缺陷是指原子被踢出晶格,或额外的原子被卡在晶格中。这两种类型的损坏都可能累积导致产品失效。

在质子通量长期照射涂层后,缺陷的浓度要么保持不变,要么由于缺陷流向涂层的边界而降低,在那里它们会相互消除。

TPU的研究人员认为,这种涂层的特性可以增加核工业和航天工业中各种材料的抗辐射能力。该复合材料采用磁控溅射法制备,由五层材料组成,每层材料厚度约为100 nm。

“透射显微镜和X射线结构分析表明,辐照后,由于质子的积累,结构中的电压上升。计算和实验都揭示了锆原子从最佳位置的位移,形成了低电子密度区域。分析过程中,插入的离子慢慢累积湮灭了正电子,这些区域正位于那附近。

TPU的科学家指出,为了对辐照前和辐照后的缺陷结构进行实验分析,使用了一种独特的高灵敏度方法——利用控制能量的正电子通量,对湮灭线进行多普勒加宽的光谱分析。

该研究是在俄罗斯科学基金会20-79-10343项目下,与俄罗斯联合核研究所温伯格研究中心和Dzhelepov核问题实验室的专家合作进行的。在未来,研究小组计划在更高的辐射剂量下研究新材料。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://sputniknews.com/science/202106091083107419-russia-unveils-special-coating-with-unique-properties-for-radiation-protection/

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