Os sistemas convencionais de proteção contra radiações são pesados e opacos.

Este facto é proibitivo para aplicações em que a leveza e a visibilidade são essenciais para a navegação, a conservação de combustível e a segurança. 

Há, portanto, uma necessidade essencial de soluções de materiais compósitos leves e de revestimento mais fino com maior eficácia de proteção contra a radiação.

Estudos científicos demonstram unanimemente que a proteção contra radiações com nanopartículas é muito mais eficaz do que com micropartículas. À medida que o tamanho das nanopartículas diminui, a capacidade de proteção contra a radiação aumenta. Quando essas nanopartículas são infundidas num revestimento, apenas é necessária uma camada fina para proteger os neutrões térmicos.

PORQUÊ MATERIAIS QUÂNTICOS?

Os materiais quânticos são sistemas de (nano)materiais com pelo menos uma dimensão muito inferior a 20 nm (0,02 um). São capazes de oferecer uma capacidade de proteção contra as radiações significativamente mais elevada, em doses mais baixas, para permitir o fabrico de materiais compósitos leves e de revestimentos transparentes ou transparentes de atenuação das radiações.

Nos materiais compósitos, os materiais quânticos são mais eficazes na atenuação das radiações do que as partículas de maiores dimensões e podem fazê-lo com uma menor penalização em termos de peso. O efeito de enchimento das partículas de materiais quânticos na região porosa dos sistemas compósitos é também mais eficaz e mais denso por unidade de área, em comparação com as cargas micronizadas. 

Isto resulta numa secção transversal de absorção macroscópica mais elevada em relação às cargas micronizadas, na ordem de pelo menos 20 a 40 %. A capacidade superior de atenuação da radiação dos nanomateriais quânticos aumenta com a carga percentual em peso da nano carga nos revestimentos e sistemas compósitos, mas estas cargas são, no entanto, significativamente inferiores às das partículas micronizadas.

A utilização de nanocargas sob a forma de nanopartículas de materiais quânticos em materiais compósitos e revestimentos ajuda a reforçar os compósitos e os revestimentos, conferindo-lhes simultaneamente um maior efeito de proteção contra a radiação. Isto mantém os revestimentos finos, transparentes e versáteis e o peso dos absorventes compósitos num valor mínimo. 

Isto é particularmente vital em aplicações aeroespaciais, onde o peso é crucial e a proteção contra a radiação é essencial. Isto aplica-se aos astronautas das naves espaciais, às tripulações da aviação, aos passageiros frequentes e aos equipamentos electrónicos de bordo expostos a doses elevadas de radiação de neutrões porque, em altitudes de cruzeiro típicas, os fluxos de radiação são várias centenas de vezes superiores aos do solo, sendo o perigo dominante para os seres humanos e o equipamento proveniente de neutrões energéticos.