"Stel je een materiaal voor dat de impact van ruimtepuin kan afschudden alsof het niets is", zegt een onderzoeker van Texas A&M University. Dat wordt werkelijkheid met de ontwikkeling van een zelfherstellend polymeer dat is ontworpen om ruimteschepen te beschermen tegen botsingen met hoge snelheid.
In 2024 onthulden onderzoekers van Texas A&M University een revolutionair materiaal dat bekend staat als een Diels-Alder Polymeer (DAP). Dit polymeer bezit dynamische covalente bindingen die breken en hervormen onder stress, waardoor het een uitzonderlijke slagvastheid biedt. Deze innovatie pakt de groeiende dreiging van ruimtepuin aan, dat een aanzienlijk risico vormt voor satellieten en ruimteschepen in een lage baan om de aarde (LEO).
De unieke structuur van DAP stelt het in staat om de kinetische energie van inslagen van micrometeoroïden of ruimteafval te absorberen. Wanneer het wordt geraakt, breken de bindingen, waardoor het polymeer tijdelijk elastisch wordt. Nadat de kracht is verdwenen en het materiaal is afgekoeld, hervormen de bindingen zich, waardoor de schade effectief wordt "hersteld".
Met behulp van laser-geïnduceerde projectiel impact testen (LIPIT) observeerden onderzoekers het polymeer dat smolt bij impact, energie absorbeerde en snel weer stolt met minimale schade. Hoewel momenteel getest op nanoschaal, zijn de resultaten veelbelovend. Het team voorziet toepassingen buiten de ruimte, waaronder militaire toepassingen zoals geavanceerde kogelwerende vesten, dankzij het aanpassingsvermogen van DAP over een breed temperatuurbereik.
Verder onderzoek is nodig om de prestaties van DAP in full-scale omgevingen en onder extreme ruimteomstandigheden te beoordelen. Dit zelfherstellende polymeer markeert echter een belangrijke vooruitgang in de ruimtemateriaalkunde. Het biedt een potentiële oplossing om ruimtemissies te beschermen tegen de toenemende gevaren van ruimtepuin.