锈蚀金属涂层有望提升航天设备的屏蔽效果并减重

尽管金属锈蚀是一种让人很讨厌的现象，但北卡罗莱纳州立大学的科学家们，正在借此开发一种比传统材料更轻、更实惠的新型屏蔽罩。在太空和其它恶劣环境中，其能够对精密电子设备提供防护，同时将重量减轻 30% 以上。在地球大气和磁场之外，航天器最怕的就是辐射，尤其是那些执行深空任务的设备。

（图自：NASA / JHUAPL / SwRI，via New Atlas）

执行深空任务的时候，航天器上精密的电路特别容易受到宇宙射线的影响，导致其出现某些故障。

为防止这种意外的发生，太空中漫游的电子设备，通常被封装在由铝或其它金属制成的特殊屏蔽盒中，以减少辐射暴露和延长电路寿命。

遗憾的是，航天器的发射很是费力，因此板载的每一克重量都需要精打细算。因此工程师在追求更高效率的同时，还必须想方设法地减轻零部件的重量。

好消息是，北卡罗莱纳州立大学的研究团队，已经开发出了一种使重量更轻、更有效的屏蔽方法。

其使用了一种特殊的保形涂层来代替金属屏蔽罩，即一种符合电子部件形状的聚合物薄膜。

这些涂层多被用于保护微芯片和其它零件免受灰尘、化学物质、湿气和温度变化的影响。

然而这种新涂层的微妙之处，就在于将聚合物和金属氧化物颗粒混合到了一起（类似锈蚀）。

北卡罗莱纳州立大学前研究生 Mike DeVanzo 表示：

辐射传输计算表明，包含金属氧化物粉末的涂层，可提供媲美传统屏蔽罩的效果。

在低能状态下，金属氧化物粉末应对电子设备伽马辐射的效果是传统材料的三倍，应对中子辐射损害的能力也高出  225％ 。

需要指出的是，尽管纯金属粉末的屏蔽效果更好，但混合了聚合物的涂层，意味着它能够更加安全、且不会对电子设备产生干扰。

该校核工程副教授 Rob Hayes 表示：与传统屏蔽罩相比，它不仅体积更小、成本也更低。

新方案能够在保持同等屏蔽效果的情况下，减轻 30% 的重量。或者在保持相同重量的情况下，提升 30% 以上的屏蔽效果。

换言之，无论哪种方式，新研究都能够减少屏蔽所需的空间占用。目前团队正在进一步完善技术和寻求商业合作伙伴。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《辐射物理与化学》（Radiation Physics and Chemistry）期刊上。

原标题为：《Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings》