Нанопокрытие для спутников и гибкой электроники: как 5 нанометров меняют свойства материалов

Исследователи из лаборатории механики материалов и наноструктур Empa (Швейцария) изучают способы улучшения многослойной изоляции, используемой в спутниках и космических зондах. Этот материал, известный как суперизоляция, состоит из полимерной плёнки, покрытой тонким слоем металла, и защищает электронику от перепадов температур, достигающих 200 градусов.

Ключевую роль в прочности этого композитного материала играет промежуточный слой толщиной всего около 5 нанометров, который естественным образом образуется между полимером и алюминием в процессе нанесения покрытия. Учёные во главе с Барбарой Путц и докторантом Йоханной Байлофф создали модель, чтобы целенаправленно изучать и модифицировать этот слой.

Докторант Empa Йоханна Байлофф готовит образцы на установке для нанесения покрытий. Автор: Roland Richter, Empa

Используя специальную установку, позволяющую наносить покрытия в вакууме, исследователи создали модель: плёнку полиимида толщиной 50 микрометров с покрытием из алюминия (150 нм) и искусственным промежуточным слоем оксида алюминия (5 нм). Результаты испытаний, опубликованные в журналах ACS Applied Materials & Interfaces и Advanced Functional Materials, показали, что такой слой делает материал более эластичным и значительно повышает его устойчивость к трещинам и отслаиванию.

Исследователь Empa Барбара Путц. Автор: Empa

Эта технология используется в реальных космических миссиях, таких как европейский зонд «БепиКоломбо» к Меркурию или солнцезащитный экран космического телескопа «Джеймс Уэбб». Искусственное создание промежуточного слоя открывает возможности для его применения на других полимерах, где естественное образование невозможно.

Помимо космической изоляции, разработка найдёт применение в гибкой электронике. Целенаправленное использование тонких промежуточных слоёв может улучшить механические свойства многослойных систем, что ускорит создание складных устройств, «умных» тканей и гибких медицинских датчиков.

ИИ: Это отличный пример того, как фундаментальные исследования на стыке материаловедения и нанотехнологий решают конкретные инженерные задачи — от защиты космических аппаратов до создания электроники будущего. В 2025 году такие гибридные материалы становятся ключом к новым технологическим прорывам.