氮化硼纳米管（BNNTs）因其轻量、高强和出色中子屏蔽能力，正成为下一代太空辐射防护材料的有力竞争者。然而，传统BNNT产品因制造限制多为薄而脆的片状，阻碍了其实际应用。

韩国科学技术研究院（KIST）和韩国高等科学技术研究院（KAIST）的联合研究团队，近期成功开发出一种高密度、柔性氮化硼纳米管（BNNTs）薄膜。该研究已发表在《Advanced Functional Materials》期刊上，这一突破性材料的密度和中子屏蔽性能远超传统材料，并在与 NASA的联合模拟中证实了其优于铝的辐射屏蔽效率，有望成为未来长期深空探索的关键辐射防护材料。

基于BNNT液晶的薄膜在相同质量厚度下展现出比铝更高效的太空辐射屏蔽性能

太空辐射挑战与传统材料的局限

高能宇宙辐射对宇航员的细胞和DNA构成严重威胁，是导致癌症的主要原因。尤其是在行星表面产生的次级中子，其危害性可高出其他辐射类型20倍。目前最常用的屏蔽材料铝，在一定厚度以下会产生额外的次级中子，存在固有缺陷。BNNTs直径极细，约为5nm，即人类头发厚度的1/20000，使其非常轻巧，并具有优异的热中子吸收能力，但其应用一直受限于工艺。

制造工艺突破：高密度柔性BN薄膜问世

研究团队的关键技术在于：利用肥皂中常见的表面活性剂（十二烷基苯磺酸），使BNNTs能够稳定地分散在水中，避免团聚。通过这种方法，团队成功制备出高浓度BNNT液晶，其中纳米管链自然地沿一个方向排列。随后，利用这种BNNT液晶，团队成功制备出同时具备高排列度和高密度的BNNT薄膜。这种新的防护罩材料不仅坚固、导热效率高，还能有效阻挡宇宙辐射。

左图所示的传统BNNT薄膜（由随机排列的BNNT制成）密度较低，导致薄膜易碎。相比之下，右图所示的新型BNNT液晶基薄膜中，纳米管呈有序排列，密度更高，从而能够制备出柔韧耐用的薄膜。

最终制成的BNNT薄膜展现出显著的性能提升：

·密度比传统脆性BNNT片材高出三倍以上；

·中子屏蔽性能提高了约3.7倍；

·同时，薄膜具有柔韧性和高强度，使其适用于各种结构系统。

与NASA的联合模拟结果显示，在相同质量厚度下，BNNT薄膜的辐射屏蔽效率比铝高出约15%。这意味着当应用合适的厚度时，该BNNT薄膜能为月球宇航员提供与国际空间站相当的安全级别的辐射防护，未来有望应用于轻型航天器屏蔽结构、月球和火星基地防护屏障以及高性能宇航服材料。

粉体圈编译