I sistemi di protezione dalle radiazioni convenzionali sono pesanti e opachi.

Ciò è proibitivo per le applicazioni in cui la leggerezza e la visibilità sono essenziali per la navigazione, la conservazione del carburante e la sicurezza. 

È quindi necessario trovare soluzioni composite leggere e materiali di rivestimento più sottili con una maggiore efficacia di schermatura delle radiazioni.

Studi scientifici dimostrano unanimemente che la schermatura delle radiazioni con le nanoparticelle è molto più efficace di quella con le microparticelle. Al diminuire delle dimensioni delle nanoparticelle, aumenta la capacità di schermare le radiazioni. Quando queste nanoparticelle vengono infuse in un rivestimento, è sufficiente un sottile strato per schermare i neutroni termici.

PERCHÉ I MATERIALI QUANTISTICI?

I materiali quantistici sono sistemi di (nano)materiali con almeno una dimensione molto inferiore a 20 nm (0,02 um). Sono in grado di offrire una capacità di schermatura delle radiazioni significativamente più elevata, a dosi inferiori, per consentire la produzione di compositi leggeri e di rivestimenti trasparenti o trasparenti per l'attenuazione delle radiazioni.

Nei compositi, i materiali quantici sono più efficaci nell'attenuazione delle radiazioni rispetto alle particelle più grandi e sono in grado di farlo con una minore penalizzazione del peso. L'effetto di riempimento delle particelle di materiale quantistico nella regione porosa dei sistemi compositi è anche più efficiente e più denso per unità di superficie, rispetto ai riempitivi micronizzati. 

Ciò si traduce in una sezione trasversale di assorbimento macroscopica più elevata rispetto ai riempitivi micronizzati, dell'ordine di almeno il 20-40%. La superiore capacità di attenuazione delle radiazioni dei nanomateriali quantici aumenta con la percentuale di peso del nanofiller nei rivestimenti e nei sistemi compositi, ma questi carichi sono comunque significativamente inferiori a quelli delle particelle micronizzate.

L'uso di nanofiller sotto forma di nanoparticelle di materiali quantici all'interno di materiali compositi e rivestimenti contribuisce quindi a rafforzare i compositi e i rivestimenti, conferendo al contempo un maggiore effetto di schermatura dalle radiazioni. Ciò consente di mantenere i rivestimenti sottili, trasparenti e versatili e il peso degli assorbitori compositi a un valore minimo. 

Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni aerospaziali, dove il peso è fondamentale e la protezione dalle radiazioni è essenziale. Questo vale per gli astronauti delle navicelle spaziali, per gli equipaggi dell'aviazione, per chi vola spesso e per l'elettronica di bordo esposta a dosi elevate di radiazioni neutroniche, perché alle tipiche altitudini di crociera i flussi di radiazioni sono diverse centinaia di volte superiori a quelli a terra e il pericolo principale per l'uomo e le apparecchiature deriva dai neutroni energetici.