Minél messzebb kerülünk a Földtől, annál erősebb lesz a kozmikus sugárzás, amelyet nem csak az űrhajósoknak, de az elektronikai eszközöknek is el kell viselniük. Vagyis ez egy olyan faktor, amely az űrmissziók egyik szűk keresztmetszetét jelenti: az erős sugárzás ugyanis akár adatvesztést is okozhat, sőt teljesen is tönkre teheti az elektronikát. A másik tényező azonban az energiahatékonyság. A kutatók épp ezért most a gyakorlatban is teszteltek egy elméleti lehetőséget, amely segítségével ez eszközeinket fel lehet készíteni ezen kondíciók elviselésére. A szén nanocső segítségével ugyanis olyan enegiahatékony chipek tervezhetőek, melyek a sugárzást is kibírják.

A szén nanocsövek egyik előnye, hogy összehasonlítva a boltokban árusított szilícium-alapú chipekkel jóval energia-hatékonyabbak, ami egy űrmisszió esetén kiemelten fontos szempont. Elvileg pedig ezek makromolekulák még arra is jók lehetnek, hogy csillapítsák a chipeket érő sugárzás hatását. Ez utóbbi azonban nem egy agyonkutatott terület, szóval a tudósok most a gyakorlatban is kipróbálták, hogy ez a megoldás miként válhat be. A vizsgálathoz egy szilícium lapkát karbon nanocsövekkel vontak be, majd ezt különböző tranzisztor-konfigurációkkal és különböző sugárzásvédelem mellett tesztelték.

Az eredmények alapján ha a nanocsövek fölé és alá is sugárpajzsokat helyeznek, úgy a tranzisztorok akár a 10 Mrad sugárzásterhelés mellett is megőrzik működőképességük, ami a szilícium-alapú elektronikai eszközöknek az ötszöröse. Amennyiben a pajzsot csak a nanocsövek alá helyezték el, úgy az eszköz sugárzás-ellenállása megfelelt a hagyományos szilícium-chipek ellenállásának. Magyarán az energiahatékonyságot lehetővé tevő nanocsövek alkalmazása, különösen dupla pajzs védelme mellett a következő generációs „űrszámítógépek” egy ígéretes csapásiránya lehet.

(Borító- és címlapkép: mikrochip szén nanocsövekkel, miután erős sugárterhelésnek tették ki, forrás: ACS Nano 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c04194)

További cikkek a témában:

Egy szupergyors elektróda új fejezetet nyithat az akkumulátorok történetében A szén nanocsövön alapuló elemelektród feltalálói szerint a világ leggyorsabb eleme: az úgynevezett ultragyors elektróda ereje tízszeres, az energiatárolási képessége háromszoros, az élettartama akár ötszörös is lehet, a töltési időt pedig képes pár percre csökkenteni.

Az új nanoanyag a hőt csak egy irányba vezeti Az elektronikus berendezések hűtése egyre problémásabbá válik, ahogy évről évre egyre kisebbek lesznek az eszközök, a tranzisztorok mérete pedig néhány nanonméternyire csökken. Japán kutatóknak most sikerült megtalálni az ideális hűtési módszert: a hőt egy irányba elvezető nanocsöveket.

Speciális módon generálja az energiát a szén alapú csodaanyagból készült miniatűr reaktor Csak fogni kell egy részecskét, beletenni organikus oldatba és elkezd elektromos mezőt generálni, vezetékek nélkül - írják le a működési elvet az MIT tudósai.