Найден «самозалечивающийся» материал для спутников

Металлогалогенные перовскиты оказались способны к самовосстановлению в условиях космической радиации, в этом им помогают колебания и строение кристаллической решетки, заявил доцент кафедры химии и материаловедения Рочестерского технологического института Ахмад Кирмани. Такие материалы необходимы для создания космических аппаратов, их применение может существенным образом повлиять на будущие спутники и лунные базы, пишет Space.com. Само исследование опубликовано в Nature.

Перовскит ­— редкий минерал, титанат кальция, его обнаружили на Урале в 1839 году и назвали в честь русского сенатора и государственного деятеля Льва Перовского. Материал может поглощать солнечный свет и конвертировать его в электроэнергию. 

Группа Кирмани выяснила, что металлогалогенные перовскиты в форме чернил, нанесенные на стеклянные пластины или пластик, создают тонкую пленку, при этом они очень легкие и гибкие. Лабораторные испытания показали, что такие солнечные элементы работают так же хорошо, как и кремниевые, при этом почти в 100 раз тоньше. Вместе с тем выявился и недостаток новинки: пленки подвержены разрушению из-за влаги и кислорода.

Перовскитные солнечные панели подвергли воздействию высокоэнергетических и низкоэнергетических протонов — аналога космической радиации. Выяснилось, что высокоэнергетические протоны «исцелили» урон, который ранее нанесли низкоэнергетические. Благодаря этому устройство восстановилось и продолжило свою работу.

Исследователи не ожидали таких результатов. Есть одна из версий объяснения: атомы перовскита обычно образуют кристаллическую решетку, они способны переходить в разные состояния, которые ученые называют колебательными модами (vibrational modes). Радиация может «выбивать» атомы с их привычных мест, но эти колебания  возвращают их на место, восстанавливая материал.

«Но мы все еще не до конца понимаем, как именно работает этот процесс», — отметил Кирмани.

По мнению ученых, размещение лишь нескольких килограммов перовскитных материалов в космосе может обеспечить мощность энергии до 10 млн ватт.