Loại hydrogel mới tạo ra 'lớp bảo vệ' cho phi hành gia

Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã đăng một bài viết trên blog, trong đó nêu rõ họ đang nghiên cứu việc sử dụng hydrogel trong bộ đồ du hành vũ trụ để giúp các phi hành gia tự bảo vệ mình khỏi bức xạ vũ trụ nguy hiểm.

Trong thực tế, bức xạ vũ trụ là một trong những mối nguy hiểm chính của du hành vũ trụ. Bên ngoài bầu khí quyển Trái đất, các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) sẽ tiếp xúc với khoảng 72 millisievert (mSv) bức xạ vũ trụ trong một nhiệm vụ kéo dài 6 tháng, tương đương với lượng bức xạ hấp thụ trong vài năm trên Trái đất.

Tình hình sẽ còn tồi tệ hơn nữa trong sứ mệnh lên sao Hỏa theo kế hoạch. Khi tàu Starship bay xuyên qua từ trường bảo vệ của Trái đất, nếu hành trình kéo dài ba năm, các phi hành gia sẽ hấp thụ hơn 1.000 mSv bức xạ, gần gấp 200 lần lượng bức xạ mà họ sẽ tiếp xúc trên Trái đất.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nước là một trong những vật liệu tốt nhất để chắn bức xạ. Nó có mật độ tương đối cao và chứa một lượng lớn nguyên tử hydro, có thể tương tác với các hạt bức xạ tới và làm chậm chúng lại.

Tuy nhiên, các bình chứa nước cồng kềnh có thể hạn chế sự di chuyển của các phi hành gia, việc phân phối nước không đều có thể dẫn đến khả năng bảo vệ không đầy đủ, và việc bình bị vỡ có thể gây rò rỉ nước, điều này đặc biệt nguy hiểm trong môi trường chứa đầy các thiết bị điện tử.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Ghent ở Bỉ, thuộc Nhóm Hóa học Polyme và Vật liệu sinh học (PBM), đã và đang nghiên cứu việc sử dụng các polyme siêu thấm (SAP) như một vật liệu thay thế an toàn và hiệu quả hơn so với chỉ sử dụng nước.

SAP là một loại vật liệu có khả năng hấp thụ lượng chất lỏng gấp hàng trăm lần trọng lượng của chính nó, tương tự như một món đồ chơi "quái vật lớn dần" nở ra khi ngâm trong nước. Ở trạng thái nở ra, SAP được gọi là "hydrogel".

Hydrogel có khả năng giữ ẩm, do đó là vật liệu bảo vệ bức xạ phù hợp cho tàu vũ trụ và bộ đồ phi hành gia hoạt động ngoài không gian. Nước trong hydrogel không chảy tự do, đảm bảo phân bố đồng đều và khả năng bảo vệ.

Ngay cả khi lớp bảo vệ bị thủng, nước cũng sẽ không rò rỉ, giúp các phi hành gia có đủ thời gian để đến được vị trí an toàn. Vật liệu này cũng có thể được sử dụng trong các nhiệm vụ không người lái, hoặc cũng có thể làm lớp chắn bức xạ cho tàu vũ trụ.