核聚变是为太阳提供能量的过程，在地球上利用它将提供无限的清洁能源。然而，研究人员表示，建造聚变发电厂已被证明是一项艰巨的任务，这在很大程度上是因为没有任何材料可以在聚变反应堆核心的严酷条件下存活下来。现在，德克萨斯农工大学的研究人员发现了一种制造材料的方法，这种材料可能适用于未来的聚变反应堆。
太阳通过将每个含有一个质子的氢原子聚变成含有两个质子的氦原子来产生能量。氦是这个反应的副产物。虽然它不会对环境造成威胁，但它会对制造聚变反应堆所需的材料造成严重破坏。
“氦是一种我们通常不认为有害的元素，”材料科学与工程系副教授迈克尔·德姆科维茨博士说。“它没有毒性，也不是温室气体，这是聚变发电如此吸引人的原因之一。”
然而，如果你强迫氦进入固体物质，它就会冒泡出来，就像二氧化碳在碳酸水中冒泡一样。
Demkowicz说:“从字面上看，金属内部的氦泡会永远停留在那里，因为金属是固体的。”“当你积累越来越多的氦时，气泡开始连接起来，破坏整个物质。”
Demkowicz与新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的一组研究人员合作，研究了氦在纳米复合固体中的行为，这种材料由厚厚的金属层堆叠而成。他们的研究结果最近发表在科学的进步，是一个惊喜。这些材料中的氦并没有形成气泡，而是形成了长长的通道，类似于活体组织中的静脉。
德姆科维奇说:“我们被眼前的景象惊呆了。”“当你在这些纳米复合材料中放入越来越多的氦时，这些静脉实际上开始相互连接，形成了一种血管系统。”
这一发现为制造聚变能所需的抗氦材料铺平了道路。Demkowicz和他的合作者认为，氦可能会穿过纳米复合材料中形成的静脉网络，最终在不造成任何进一步损伤的情况下离开材料。
Demkowicz与洛斯阿拉莫斯国家实验室的陈迪、李楠、凯文·鲍德温和王永强，以及麻省理工学院的前学生Dina Yuryev合作。该项目得到洛斯阿拉莫斯国家实验室实验室指导研究与发展计划的支持。
“核聚变反应堆的应用只是冰山一角，”Demkowicz说。“我认为更大的图景是血管化的固体，它们有点像有血管网络的组织。还有什么可以通过这样的网络运输?也许热、电甚至化学物质可以帮助这种材料自我修复。”