「宇宙ゴミの影響を何事もなかったかのようにかわすことができる素材を想像してみてください」と、テキサスA＆M大学の研究者は言います。高速衝突から宇宙船を保護するように設計された自己修復ポリマーの開発により、それが現実になりつつあります。
2024年、テキサスA＆M大学の研究者は、ディールス・アルダーポリマー（DAP）として知られる画期的な素材を発表しました。このポリマーは、応力下で切断および再形成される動的共有結合を持ち、卓越した耐衝撃性を提供します。この革新は、低地球軌道（LEO）の衛星および宇宙船に重大なリスクをもたらす宇宙ゴミの増大する脅威に対処します。
DAPのユニークな構造により、微小隕石または宇宙ゴミからの衝撃の運動エネルギーを吸収できます。衝撃を受けると、結合が切断され、ポリマーが一時的に弾性になります。力が消散し、材料が冷却されると、結合が再形成され、損傷を効果的に「修復」します。
レーザー誘起発射体衝撃試験（LIPIT）を使用して、研究者はポリマーが衝撃時に溶融し、エネルギーを吸収し、最小限の損傷で急速に再凝固するのを観察しました。現在ナノスケールでテストされていますが、結果は有望です。チームは、DAPの幅広い温度範囲にわたる適応性により、高度なボディアーマーなどの軍事用途を含む、宇宙を超えたアプリケーションを想定しています。
DAPのフルスケール環境および極端な宇宙条件下での性能を評価するには、さらなる研究が必要です。ただし、この自己修復ポリマーは、宇宙材料科学における重要な進歩を示しています。軌道上の破片の増大する危険から宇宙ミッションを保護するための潜在的なソリューションを提供します。