Le sfide poste dalle missioni spaziali di esplorazione del sistema solare e dalla volontà di realizzare basi spaziali sulla Luna e su altri pianeti (Marte), richiedono la concezione, lo sviluppo e la sperimentazione di nuove strutture e delle relative tecnologie di produzione. Una delle principali barriere tecnologiche alle possibili missioni umane in destinazioni lontane è l¿esposizione alla radiazione spaziale. Diversi studi hanno ipotizzato i rischi di radiazioni associati all'esposizione sia ai raggi cosmici galattici (GCR) che agli eventi di particelle solari (SPE). I rischi per la salute indotti dalle radiazioni comprendono la carcinogenesi, problemi cardiaci, cataratta e altre sindromi acute da radiazioni. Il danno al sistema neuronale degli astronauti è un potenziale pericolo soprattutto a causa degli ioni pesanti presenti nel GCR. Con le attuali tecnologie dei materiali, la dose equivalente di radiazioni che si avrebbe all'interno di un veicolo spaziale nel solo viaggio di andata verso Marte eccederebbe l' attuale limite ammissibile di dose per l'intera carriera di un astronauta. Pertanto, vi è uno sforzo sostanziale da parte dell'ASI/ESA e della comunità spaziale internazionale per creare strategie per migliorare e consentire agli esseri umani di lavorare e vivere in sicurezza nello spazio.
L' obiettivo di questo progetto è lo sviluppo di nuove strutture a base di polimeri (idrogel) rinforzati con micro/nanostrutture ultraleggere a base di carbonio per essere usati come scudi radioattivi. I risultati del progetto avranno importanti ripercussioni anche per la vita sulla Terra, poiché le nuove strutture progettate per la protezione spaziale, che sono efficienti e leggere, possono avere rilevanti vantaggi anche per la protezione degli operatori del settore ospedaliero.
Il progetto proposto rappresenta una risposta alle esigenze più attuali in relazione al monitoraggio dell'esposizione alla radiazione. L'innovatività di tale risposta consiste nella realizzazione di un idrogel nanocomposito ad alto contenuto di idrogeno e peso contenuto garantendo un elevata capacità schermante e al contempo integrabile in elementi strutturali mediante tecnologia sandwich. L'utilizzo del grafene consente inoltre di aumentare la caratteristiche multifunzionali dell¿idrogel nanocomposito. Per esempio il materiale deve avere una certa conducibilità elettrica per evitare il problema del charging nel sotto-ambiente spaziale plasma.
Allo stato attuale i dispositivi schermanti alle radiazioni risentono delle problematica dell'ingombro volumetrico e del peso, nonchè della produzione di emissione di particelle secondarie a seguito dell¿interazione con gli atomi dei metalli. La realizzazione di un idrogel nanocomposito garantirebbe, a parità di massa, un numero di atomi di idrogeno notevolmente superiore rispetto al polietilene, e quindi con capacità di schermatura alle radiazioni notevolmente superiore, senza emissione di particelle secondarie. Inoltre, può essere considerato come elemento ¿riempitivo¿ di strutture sandwich e quindi impiegabile anche su elementi strutturali o semplicemente come riempitivo di patch da applicare nei punti vitali di un astronauta o di un paziente oncologico.