Une nouvelle étude de l'Université nationale australienne (ANU) a révélé qu'un certain nombre de matériaux 2D peuvent non seulement résister à l'envoi dans l'espace, mais potentiellement prospérer dans des conditions difficiles.

Cela pourrait influencer le type de matériaux utilisés pour tout construire, de l'électronique satellitaire aux cellules solaires et aux batteries, rendant les futures missions spatiales plus accessibles, et moins cher à lancer.

doctorat Le candidat et auteur principal Tobias Vogl s'est particulièrement intéressé à savoir si les matériaux 2-D pouvaient résister à un rayonnement intense.

"L'environnement spatial est évidemment très différent de ce que nous avons ici sur Terre. Nous avons donc exposé une variété de matériaux 2D à des niveaux de rayonnement comparables à ce que nous attendons dans l'espace, " a déclaré M. Vogl.

"Nous avons trouvé que la plupart de ces appareils fonctionnaient très bien. Nous examinions les propriétés électriques et optiques et, fondamentalement, nous n'avons pas vu beaucoup de différence du tout."

Pendant l'orbite d'un satellite autour de la terre, il est soumis au chauffage, refroidissement, et rayonnement. Bien que de nombreux travaux aient été réalisés pour démontrer la robustesse des matériaux 2D en matière de fluctuations de température, l'impact des rayonnements était en grande partie inconnu jusqu'à présent.

L'équipe de l'ANU a effectué un certain nombre de simulations pour modéliser des environnements spatiaux pour des orbites potentielles. Cela a été utilisé pour exposer les matériaux 2-D aux niveaux de rayonnement attendus. Ils ont trouvé un matériau réellement amélioré lorsqu'il est soumis à un rayonnement gamma intense.

"Un matériau qui se renforce après irradiation avec des rayons gamma - ça me rappelle le hulk, " a déclaré M. Vogl.

"Nous parlons de niveaux de rayonnement supérieurs à ce que nous verrions dans l'espace, mais nous avons en fait vu le matériau s'améliorer, ou plus lumineux."

M. Vogl dit que ce matériau spécifique pourrait potentiellement être utilisé pour détecter les niveaux de rayonnement dans d'autres environnements difficiles, comme à proximité des sites de réacteurs nucléaires.

"Les applications de ces matériaux 2D seront assez polyvalentes, des structures satellites renforcées de graphène - qui est cinq fois plus rigide que l'acier - aux cellules solaires plus légères et plus efficaces, ce qui aidera quand il s'agira de lancer l'expérience dans l'espace."

Parmi les dispositifs testés se trouvaient des transistors atomiquement minces. Les transistors sont un composant crucial pour chaque circuit électronique. L'étude a également testé des sources de lumière quantique, qui pourrait être utilisé pour former ce que M. Vogl décrit comme la "colonne vertébrale" du futur Internet quantique.

"Ils pourraient être utilisés pour les réseaux de cryptographie quantique longue distance par satellite. Cet Internet quantique serait la preuve du piratage, ce qui est plus important que jamais en cette ère de cyberattaques et de violations de données en hausse."

« L'Australie est déjà un leader mondial dans le domaine de la technologie quantique, ", a déclaré l'auteur principal, le professeur Ping Koy Lam.

« À la lumière de la création récente de l'Agence spatiale australienne, et le propre Institut pour l'espace de l'ANU, ce travail montre que nous pouvons également être compétitifs à l'échelle internationale en utilisant la technologie quantique pour améliorer les instruments spatiaux. »

La recherche a été publiée dans la revue Communication Nature .