KIST与KAIST开发氮化硼纳米管屏蔽膜
应对月球和火星基地辐射威胁…任务周期有望最长延长至2倍
韩国科研团队利用氮化硼纳米管（BNNT）开发出了能够屏蔽宇宙辐射的高性能“纳米盾牌”。这一技术被视为有望显著提升人类在月球、火星基地建设以及长期载人探索等宇宙活动中的安全性的关键技术。
韩国科学技术研究院（KIST）功能性复合材料研究中心的 Jang Segyu 博士团队与韩国科学技术院（KAIST）生命化学工程学系的 Choi Siyoung 教授团队5日表示，他们通过对 BNNT 进行高密度定向排列，成功开发出一款强度和热导率高、且中子屏蔽能力出色的“氮化硼纳米管辐射屏蔽薄膜”。
BNNT 具有约5纳米（㎚）直径的微细管状结构，仅为头发丝粗细的5/100000，质轻而坚固，并且中子吸收能力卓越。但受制于既有加工技术的局限，此前仅能制成薄而易碎的片状材料。
研究团队利用名为十二烷基苯磺酸（DBSA）的表面活性剂，使 BNNT 能在水中稳定分散，随后制备成高浓度液晶状态，并成功将其纤维束沿单一方向排列。由此制得的 BNNT 薄膜，其密度较传统材料提高3倍，中子屏蔽性能则提升了3.7倍。
与美国国家航空航天局（NASA）联合开展的模拟结果显示，在相同面密度条件下，该薄膜的辐射屏蔽效率比铝高约15%，尤其在二次中子屏蔽性能方面表现优异。若将这一薄膜以适当厚度应用于防护结构，有望为执行月球探测任务的宇航员提供相当于国际空间站（ISS）水平的辐射安全环境，从而将任务执行时间最多延长至2倍。
KIST 的 Jang Segyu 博士表示：“我们最大化了 BNNT 的取向度和密度，并实证其实际屏蔽效果，这是一次重大的技术进展。”他还称：“这种材料不仅可用于宇宙领域，还可广泛应用于航空、国防、核电等多个领域，是一种多功能的未来型材料。”
本研究在科学技术信息通信部、产业通商资源部以及防卫事业厅的支持下开展，其成果已发表在国际学术期刊《Advanced Functional Materials》（《先进功能材料》，影响因子19.0）最新一期上。论文题为《High-Density Boron Nitride Nanotube Composites via Surfactant-Stabilized Lyotropic Liquid Crystals for Enhanced Space Radiation Shielding》（通过表面活性剂稳定的溶致液晶制备高密度氮化硼纳米管复合材料以增强宇宙辐射屏蔽性能）。
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