Новый защитный материал для космических аппаратов разработали в Китае
Новую нанокомпозитную пленку на основе полиимида (PI) со значительно улучшенными механическими свойствами и повышенной стойкостью к атомарному кислороду разработали в Университете науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук, 21 ноября сообщает журнал Advanced Materials.
Композитные пленки из полиимида широко используются на внешних поверхностях космических кораблей для защиты от воздействия факторов открытого космического пространства. Однако современные композитные пленки имеют не достаточные механические свойства и низкую устойчивость к атомарному кислороду (АК).
Ученые предложили способ модификации пленки, взяв за образец структуру двухслойного натурального перламутра. Они соединили слюдяные нанопластинки с пленкой в двухслойную структуру таким образом, что одна поверхность композита оказалась покрыта сплошным слоем слюды.
Оптимальные состав компонентов и толщина верхнего слоя привели к существенному увеличению механических свойств двухслойной пленки PI-Mica.
Прочность на разрыв, модуль Юнга и твердость поверхности двухслойной пленки были соответственно на 45%, 100% и 68% выше, чем у пленок из чистого PI. Благодаря уникальной двухслойной структуре, напоминающей перламутр, и внутренним преимуществам слюдяных нанопластин, полученная двухслойная пленка PI-Mica обеспечивает гораздо лучшую стойкость к АК, стойкость к УФ-старению и устойчивость к высоким температурам (380 ℃), чем чистая пленка PI.
Кроме того, как сопротивление воздействию АК, так и характеристики эрозионной стойкости двухслойной пленки PI-Mica превосходят ранее описанные композиты на основе PI. Таким образом, эта двухслойная пленка PI-Mica может служить новым типом аэрокосмического защитного материала, заменяя существующие композитные пленки на основе PI для приложений LEO.
