Учёные из Университета Дрекселя и Университета Британской Колумбии готовятся применять легкие углеродистые волноводы для спутниковых телекоммуникаций. Они используют 3D-печать и ранее упомянутый нами наноматериал [максены(MXene)] — двумерные структуры из карбидов, нитридов и карбонитридов. Волноводы — это металлические трубы, направляющие радиоволны внутри спутников. Однако они одни из самых тяжелых элементов, которые доставляют на орбиту. Это увеличивает стоимость запусков и выбросы парниковых газов.
Исследователи предложили покрывать волноводы, изготовленные методом 3D-печати, максенами. Этот ультратонкий наноматериал проводит электричество, не будучи металлом. Открытие позволяет значительно уменьшить вес волноводов, сохраняя их функциональность.
Волноводы — важная часть спутниковой связи. Они направляют микроволны к приемникам и поддерживают мощность сигнала. Применение максенов в пластиковых волноводах позволило создать изделия, которые в 8 раз легче стандартных алюминиевых аналогов. При этом масса компонентов увеличивается всего на десятую часть грамма. Эффективность таких волноводов — 81%, что всего на 2,3% ниже, чем у алюминиевых.
Исследователи отмечают отличное сцепление Максенов с нейлоновыми волноводами, напечатанными на 3D-принтере. Это стало возможным благодаря совместимости химических структур. MXene открывает перспективы для нового поколения космических технологий, а также может найти применение на Земле.
Перед запуском спутников с волноводами, покрытыми Максенами, необходимо провести тестирование и получить сертификацию. Однако уже сейчас результаты исследования указывают на значительный потенциал этой технологии. Она может снизить затраты на запуски и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.
И вновь всем доброй ночи!