"Hãy tưởng tượng một vật liệu có thể rũ bỏ tác động của mảnh vụn không gian như không có gì xảy ra," một nhà nghiên cứu tại Đại học Texas A&M cho biết. Điều đó đang trở thành hiện thực với sự phát triển của một loại polymer tự phục hồi được thiết kế để bảo vệ tàu vũ trụ khỏi các vụ va chạm tốc độ cao.
Vào năm 2024, các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas A&M đã công bố một vật liệu mang tính cách mạng được gọi là Polymer Diels-Alder (DAP). Polymer này sở hữu các liên kết cộng hóa trị động, có thể phá vỡ và tái hình thành dưới áp lực, mang lại khả năng chống va đập vượt trội. Sự đổi mới này giải quyết mối đe dọa ngày càng tăng của mảnh vụn không gian, vốn gây ra rủi ro đáng kể cho các vệ tinh và tàu vũ trụ ở quỹ đạo Trái đất thấp (LEO).
Cấu trúc độc đáo của DAP cho phép nó hấp thụ động năng của các tác động từ thiên thạch siêu nhỏ hoặc rác vũ trụ. Khi bị va chạm, các liên kết bị phá vỡ, khiến polymer tạm thời trở nên đàn hồi. Sau khi lực tiêu tan và vật liệu nguội đi, các liên kết sẽ tái hình thành, giúp "chữa lành" hư hỏng một cách hiệu quả.
Sử dụng thử nghiệm tác động của vật phóng được tạo ra bằng laser (LIPIT), các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy polymer tan chảy khi va chạm, hấp thụ năng lượng và nhanh chóng đông đặc lại với thiệt hại tối thiểu. Mặc dù hiện đang được thử nghiệm ở quy mô nano, nhưng kết quả rất hứa hẹn. Nhóm nghiên cứu hình dung các ứng dụng vượt ra ngoài không gian, bao gồm các ứng dụng quân sự như áo giáp cơ thể tiên tiến, nhờ khả năng thích ứng của DAP trong một phạm vi nhiệt độ rộng.
Cần nghiên cứu thêm để đánh giá hiệu suất của DAP trong môi trường quy mô đầy đủ và trong điều kiện không gian khắc nghiệt. Tuy nhiên, polymer tự phục hồi này đánh dấu một tiến bộ đáng kể trong khoa học vật liệu không gian. Nó cung cấp một giải pháp tiềm năng để bảo vệ các nhiệm vụ không gian khỏi những nguy hiểm ngày càng tăng của các mảnh vỡ trên quỹ đạo.