우주 정거장의 생명 유지 시스템은 공기에서 습기, 공기 중 병원균 및 오염 물질을 추출하여 흡입 시 독성이 발생하지 않도록 해야 합니다. 이러한 흡착제 또는 정화제는 일반적으로 제한된 시간 내에 효능을 잃기 때문에 여과 시스템을 정기적으로 교체해야 합니다.
우주인이 태양계 바깥의 위치를 탐험하기 위해 모험을 떠날 때 임무 보급품을 자주 보충하는 이점은 불가능할 것입니다. 따라서 이러한 장기 탐사 임무에 필요한 모든 필수 보급품을 포장하는 데 따른 무게 및 공간 제한을 고려해야 합니다.
기본 솔루션
흡착재의 사용 수명은 표면적에 따라 달라집니다. 표면적이 높을수록 시스템이 공기 정화 역할을 더 오래 수행할 수 있습니다. 공간과 무게 문제를 해결하려면 흡착재 및/또는 정화재의 표면적을 상당히 늘려야 합니다.
양자 나노소재의 본질
양자 물질은 초미세 나노스코픽 스케일 덕분에 일반 물질보다 표면적이 훨씬 더 넓어 매우 미세한 부피에서도 더 반응성이 좋고 효과적으로 기능을 수행합니다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하자면, 1mm3의 입자 1kg은 1nm3의 나노입자 1mg과 동일한 표면적을 갖습니다. 즉, 일반 1mm3 입자 1kg이 달성하는 것과 동일한 기체 흡착제 목표를 달성하려면 1nm3 나노입자 1mg만 필요합니다.
현재 NANOARC 양자 물질의 표면적은 40~60m²/g인 반면 동일한 공기 정화 공정에 사용되는 화학적으로 유사한 해당 표준 물질의 표면적은 일반적으로 1~16m²/g 범위 또는 그 이하입니다. 이러한 이유로 훨씬 더 작은 부피의 NANOARC 양자 물질을 사용하여 동일한 목표를 달성하고 오염 물질 흡착에 사용되는 필터의 수명을 연장할 수 있습니다.
이를 통해 무게와 공간을 상당히 크게 줄일 수 있어, 기내 공기의 질을 손상시키지 않고도 절실히 필요한 탑재량과 연료 절감을 위한 공간을 더 많이 확보할 수 있습니다. 사실, 보충이 훨씬 덜 필요하고 NANOARC의 양자 소재 나노파우더로 만든 필터가 더 많아지면 교체가 필요할 경우 백업용으로 쉽게 보관할 수 있습니다.
공기 중 병원균 완화
양자 재료의 더 높은 표면적 외에도, 그들은 표준 재료가 달성할 수 없는 유해한 병원균을 완화하는 데 고유한 특성을 가지고 있습니다. 양자 효과는 조명이 비추는 환경과 어두운 환경 모두에서 항병원균 활동을 가능하게 하는 반면, 일반 나노 재료와 해당 벌크 시스템은 동일한 기능을 수행하기 위해 광활성화가 필요합니다.
필터는 반드시 조명이 비추는 영역에서 작동하지 않고 우주 임무는 장시간 동안 조명이 잘 비추는 영역에서 수행되지 않을 가능성이 높기 때문에 이러한 작동 상황에서 공기 중 병원균을 완화할 수 있는 재료가 필수적입니다.
한 가지 확실한 것은 양자 재료 나노 촉매 베드의 높은 표면적이 필터의 사용 수명을 상당히 연장하고 광범위한 우주 임무를 위한 생명 지원 시스템에서 공기 정화의 효능을 향상시킬 것이라는 것입니다.