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研究人员开发出用于辐射防护的中子屏蔽膜

开心的月饼 2023-11-16 08:44:11 生活常识

中子屏蔽(辐射防护的一个关键方面)已经取得了进展。这一突破提供了适用于各种材料表面的经济高效的解决方案,有望彻底改变中子屏蔽行业。

研究人员开发出用于辐射防护的中子屏蔽膜

由UNIST半导体材料与器件工程研究生院和材料科学与工程系的Soon-YongKwon教授领导的研究小组成功开发了一种能够阻挡辐射中存在的中子的中子屏蔽膜。这种创新的防护罩不仅适用于大面积,而且重量轻且灵活。

该团队的论文发表在《自然通讯》杂志上。

Kwon教授指出:“所开发的MXene-碳化硼复合屏蔽膜厚度为数十微米,比传统商业材料薄1,000倍以上。”“它可以毫不费力地应用于各种表面,就像绘画一样。”

中子是核能发电、医疗设备和航空航天工业不可或缺的一部分,一旦泄漏就具有固有的危险。它们可以通过与其他原子的相互作用在电子设备或生物体中引发意想不到的现象。

研究小组直接合成了二维纳米材料MXenes和母体MAX相。此外,他们还设计了一种技术,将碳化硼分成能够吸收中子的小块,并将它们合并到上颌层之间。基于这一突破,开发出了一种大面积、柔性、轻质的薄膜。此外,还设计了一种涂漆技术,将开发的混合物应用于不同的表面。

共同第一作者、UNIST材料科学与工程系研究员JuHyoungHan表示:“通过控制MXene和碳化硼的性能,我们提高了两种材料的混合溶液的稳定性。我们成功地创造了一种轻质且灵活的防护罩,采用稳定的MXene-硼混合物制成,正如实验所证明的那样,它可以像油漆一样涂在各种物体的表面上。”

所开发的中子屏蔽具有致密的结构,气泡孔极小,尺寸仅为几十纳米。因此,与以前使用的聚合物基复合材料相比,它表现出优异的机械性能。由于不需要热处理等额外工艺,因此可以制造没有杂质的纯混合结构。

共同第一作者、UNIST材料科学与工程系研究员Si-Hyun,Seok评论道:“即使经过20,000多次弯曲测试,涂有屏蔽膜的尼龙复合材料仍保持其圆形形状高达98%。即使使用毫克碳化硼,它也表现出卓越的中子屏蔽率(使用30毫克时为40%),展示了其优越性。”

Kwon教授补充道:“新开发的复合材料制造技术实用,不需要复杂的设备和工艺。它能够实现具有所需厚度和面积的中子屏蔽涂层薄膜。这项研究将扩展MXene材料涂层技术和展示其在各个领域的应用。”


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