В прошлом месяце Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства огласило обладателей своей ежегодной премии молодым специалистам.
Среди победителей был назван доцент кафедры машиностроения, аэрокосмической и ядерной техники из Ренсселерского политехнического института Шанкар Нараянан, получивший свою награду за микро- и наноструктурирование многослойной изоляции для достижения сверхнизкой излучательной способности.
Представители института заявляют, что награда поможет в разработках Нараянана по созданию новых материалов для изоляции, защищающей оборудование космических кораблей от суровых условий космоса и солнечного излучения.
В рамках своего проекта "Трехмерные иерархические структуры в качестве многослойной изоляции для земных и космических применений" Нараянан пытается спроектировать и изготовить трехмерные иерархические структуры с помощью масштабируемых методов производства. Новые материалы для покрытий должны улучшить теплоизоляцию, обеспечить защиту от замерзания электронных систем в космосе и изоляцию криогенных систем для космических исследований.
Другие преимущества данных покрытий, которые также могут оказаться полезными на Земле, включают управление изменением фазы жидкость-пар для повышения эффективности тепловых электростанций и технологий электронного охлаждения, а также сепарацию воды от нефти, опреснение морской воды, обработку пищевых продуктов, рекуперацию тепла, биомедицинские применения, оптику, фотонику и накопление энергии.
"Главная цель — понять, как различия в геометрии и материалах влияют на оптические и тепловые характеристики покрытий", — говорит Нараянан. "Пока ты этого не поймешь, невозможно сделать так, чтобы оно работало".
"Можно взять за основу фундаментальные структурные элементы, состоящие из наноразмерных гранул, цилиндров и волокна, расположить их так, чтобы образовался многоуровневый слой, и вы получите действительно интересные отражательные свойства, существенно отличающиеся от свойств составляющих компонентов".
При проведении вычислительных исследований в лаборатории Нараяанана ученые обнаружили, что при создании разных геометрий некоторые материалы могут быть более отражающими, чем покрытия, которые в настоящее время используются для изоляции в космосе. Нараянан считает, что при оптимальном выборе материалов и геометрии покрытия могут стать механически прочными, оптически отражающими, теплоизолирующими и электропроводящими.
При поддержке НАСА Нараянан и его команда планируют исследовать, как совмещать различные полимеры и металлы, чтобы обеспечить такой тип защиты, а в результате создать новые многослойные покрытия различной геометрии, чтобы испытать их эффективность в условиях космоса.
