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    Investigadores llevan la exploración de partículas clave de bloques de construcción al espacio

    Los nuevos experimentos de gravedad cero en la Estación Espacial Internacional pueden ofrecer una nueva perspectiva de una clase de partículas finas que componen los materiales y productos que vemos todos los días:desde la leche, tinta y cosmética a electrónica y tecnología de impresión 3D. Crédito:NASA

    Como parte de la misión de reabastecimiento CRS-19 de SpaceX a la Estación Espacial Internacional (ISS) lanzada el 5 de diciembre, investigadores de la NASA, El Instituto de Tecnología de Nueva Jersey (NJIT) y la Universidad de Nueva York (NYU) están listos para comenzar una nueva investigación científica para explorar cómo un grupo de partículas microscópicas consideradas "bloques de construcción" clave para materiales y productos aquí en la Tierra, conocidas como partículas coloidales, comportarse y formarse en gravedad cero.

    La carga útil experimental del equipo de muestras coloidales, que atracó oficialmente en la estación el 8 de diciembre, se utilizará para estudiar por primera vez lo que sucede cuando las partículas coloidales se exponen a cambios de temperatura en ausencia de gravedad en condiciones de vuelos espaciales durante una serie de experimentos que se realizarán a finales de este año. titulado "Experimento de coloides avanzados (temperatura controlada) - ACE-T11".

    Los investigadores dicen que los experimentos de gravedad cero ACE-T11 ofrecen una oportunidad única para aprender nueva información sobre la física fundamental que impulsa la forma en que las partículas coloidales se dispersan y permanecen suspendidas en medios como líquidos para cambiar sus propiedades, lo que podría abrir nuevas puertas en el campo. de "ingeniería coloidal" que puede ayudar a la fabricación de materiales y productos de próxima generación para mejorar la vida diaria, así como el éxito de futuras misiones de vuelo de largo alcance en el espacio.

    "Los datos experimentales que recopilamos en la ISS nos permitirán probar y validar rigurosamente las teorías de los fenómenos que subyacen a la formación de estructuras en los coloides de una manera que nunca antes se había hecho. "dijo Boris Khusid, Profesor del NJIT de ingeniería química y de materiales e investigador principal del estudio. "A través de los experimentos ACE-T11, estamos emocionados de conocer la influencia de varias fuerzas que afectan el movimiento de partículas coloidales, lo que podría acortar drásticamente los tiempos de ciclo de diseño de aparatos y procesos para una amplia gama de aplicaciones terrestres y espaciales actuales y futuras ".

    Los coloides son un sistema de objetos de tamaño nanométrico suspendidos en cualquier combinación de gas, medios líquidos o sólidos, y son uno de los tres tipos principales de mezclas junto con las soluciones y suspensiones. Los ejemplos comunes de coloides incluyen niebla o neblina cuando las gotas de líquido se dispersan en medios gaseosos, o humo y polvo cuando las partículas coloidales sólidas se dispersan en gas. Recientemente, La manipulación guiada de coloides se ha convertido en un medio generalizado para la fabricación de materiales funcionales en electrónica. fotónica, Ciencias de la vida, industrias químicas, y recientemente, Impresión 3d.

    Mientras que la forma en que varios cristalinos, La forma de estructuras coloidales líquidas y vítreas se ha estudiado a menudo en la Tierra para avanzar en tales aplicaciones de ingeniería, La investigación previa ha sido limitada en parte debido a la influencia de procesos indeseables impulsados ​​por la gravedad, como la sedimentación de partículas o el atasco.

    En un controlado, entorno de microgravedad en la ISS, estas partículas se moverán 100, 000 veces más lentos entre sí de lo que serían en la Tierra, haciéndolos más fáciles de estudiar. El equipo utilizará partículas coloidales esféricas marcadas con un fluoróforo que se sintetizaron en la Universidad de Nueva York y microscopía confocal de alta resolución en la estación para observar cómo las partículas dispersas en líquido sincronizan su movimiento para formar un patrón repetitivo a medida que se introducen gradualmente en aumento y disminución. temperaturas.

    Según la NASA, Los experimentos, que serán operados de forma remota desde la Sala de Control del Centro Glenn de la NASA, podrían mejorar la forma en que los astronautas producen materiales en futuras misiones espaciales. potencialmente teniendo "enormes implicaciones para la impresión 3D de alta resolución porque pueden expandir la cantidad de materiales que se pueden usar para hacer objetos impresos en 3D".

    "El objetivo final es dilucidar 'cómo el orden proviene espontáneamente del desorden' visualizando cómo estas partículas individuales forman espontáneamente un cristal regular, patrón repetitivo que permanece ordenado incluso cuando se devuelven a la gravedad de la Tierra, ", dijo Khusid." Los resultados de los experimentos podrían impulsar el desarrollo de una estrategia para el control y la manipulación de coloides en la plataforma única de la ISS para la impresión 3-D de materiales que no pueden ser replicados por la fabricación terrestre ".

    La decimonovena misión de suministro comercial de SpaceX se lanzó en el cohete SpaceX Falcon 9 y se llevó a bordo de la nave espacial Dragon desde el Space Launch Complex 40 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida. Los experimentos ACE-T11 se encuentran entre los 2 de la misión, 600 kg de suministros y cargas útiles que incluyen materiales críticos para apoyar directamente decenas de las más de 250 investigaciones científicas y demostraciones de tecnología planificadas durante las Expediciones 61 y 62 en la ISS.


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