來自美國北卡羅來納州立大學（NCSU）的科學團隊近日成功研製出了一種新的聚合物，可以成為更輕、更便宜、更環保的輻射屏蔽基礎材料。這支由Da Cao帶領的團隊，在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗稱有機玻璃）中引入了三氧化二鉍顆粒，然後用紫外光固化，製備出一種非常輕、強度高、具有有效阻擋伽馬射線特性的材料。
圖片來自於 NCSU
如何保護生物體和精密設備免受電離輻射的影響，是軍事、商業核能、核醫學以及太空探索等領域考慮的主要問題。但問題是，傳統的防護裝置往往非常臃腫、沉重，而且很多都會含有鉛等有毒金屬。
科學家一直在研究各種材料的聚合物，從而作為一種相對無毒、輕巧、緊湊且生產成本低廉的替代品。在NCU的概念驗證研究中，該團隊轉向了三氧化二鉍，這是一種非常常見的材料，具有廣泛的工業和醫療應用。
作為研究的一部分，該團隊在未固化的液體PMMA中混合了不同量的三氧化二鉍，這種材料在紫外線照射下會變硬。據核工程助理教授Ge Yang說，這使得這種材料比其他依賴高溫技術的材料更容易製造。
Yang表示：「使用紫外光固化方法，我們能夠在室溫下幾分鐘就能製造出這種化合物，這為快速製造輻射屏蔽材料提供了潛力。這一點很重要，因為熱聚合法作為一種常用的高分子化合物的製造方法，往往需要依靠高溫來完成，而熱聚合法則需要數小時甚至數天的時間。紫外線固化方法既快又便宜。」
Yang表示：「這是這是基礎性的工作，我們已經確定，這種化合物能有效屏蔽伽馬射線，重量輕，強度高。我們正在努力進一步優化這項技術，以獲得該材料的最佳性能。我們很高興能找到一種新型的輻射屏蔽材料，效果這麼好，這麼輕，而且可以這麼快製造出來。」
這項研究發表在《核工程與技術》雜誌上。
資料來源：美國北卡羅來納州立大學