Los nuevos nanomateriales desarrollados en Rensselaer fueron enviados a órbita el 16 de noviembre a bordo del transbordador espacial Atlantis.

El proyecto, financiado por la Iniciativa de Investigación de Universidades Múltiples de la Fuerza Aérea de EE. UU. (MURI), busca probar el rendimiento de los nuevos nanocomposites en órbita. El transbordador espacial Atlantis llevará las muestras a la Estación Espacial Internacional (ISS). Luego, los materiales se montarán en el casco exterior de la estación en un Transportador de Experimentos Pasivos (PEC), y expuesto a los rigores del espacio.

Profesores de Rensselaer Linda Schadler, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y Thierry Blanchet, del Departamento de Mecánica, Aeroespacial, e Ingeniería Nuclear, trabajó con un equipo de investigadores de la Universidad de Florida para desarrollar dos tipos diferentes de nanomateriales experimentales. El proyecto MURI y el equipo de investigación de la Universidad de Florida están dirigidos por W. Greg Sawyer '99, quien obtuvo su licenciatura, maestro y doctorado de Rensselaer y ahora es profesor N. C. Ebaugh de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en la Universidad de Florida. Blanchet era el consejero de doctorado de Sawyer.

El primer material nuevo es resistente al desgaste, nanocompuesto de baja fricción, creado mezclando partículas de alúmina a nanoescala con politetrafluoroetileno (PTFE), que se conoce comercialmente como teflón. Schadler y su grupo de investigación introdujeron diferentes nanopartículas recubiertas de flúor en PTFE convencional. La pequeña cantidad de aditivo hizo que la tasa de desgaste del PTFE cayera en cuatro órdenes de magnitud, sin afectar el coeficiente de fricción del PTFE. El resultado final es más fuerte, PTFE más duradero que es casi tan antiadherente y resbaladizo como el PTFE sin tratar.

El beneficio obtenido, Schadler dijo:es la diferencia entre el PTFE que puede sobrevivir deslizándose a lo largo de una superficie durante unos kilómetros antes de desgastarse, y un nanocompuesto que podría deslizarse por una superficie durante más de 100, 000 kilómetros antes de desgastarse. El PTFE se usa a menudo para recubrir la superficie de piezas móviles en diferentes dispositivos. La menor fricción en la superficie de estas partes móviles, menos energía se requiere para mover las piezas, Dijo Schadler.

"Estamos muy emocionados de tener este experimento instalado en la ISS, y ver cómo funciona el nuevo material en el espacio, —Dijo Schadler. "En un entorno de laboratorio, la tasa de desgaste del material es cuatro órdenes de magnitud menor que el PTFE puro, lo que significa que es considerablemente más resistente al desgaste. Igualmente importante, estos avances no aumentan el coeficiente de fricción del material, lo que significa que el aumento de la durabilidad no se producirá a expensas de crear una fricción adicional ".

Pegado a la estación, que viaja alrededor de los 27, 700 kilómetros por hora, la muestra de nanocompuesto estará expuesta a radiación ultravioleta, y temperaturas que oscilan entre -40 grados y 60 grados Celsius. El nanocompuesto se montará en un tribómetro, desarrollado por Sawyer, que medirá la fricción de la superficie del material. Una muestra de control del material, protegido en una cámara de vacío en el PEC, también será probado. El aparato enviará datos en tiempo real al laboratorio de la ISS, que a su vez se remitirá al equipo de investigación.

El segundo conjunto de nanomateriales que se lanzará al espacio son nanocompuestos de polímeros conductores. Durante la carga de los tribómetros en el PEC para viajes espaciales, surgió la oportunidad de probar también la conductividad de poliamidaimida rellena de nanotubos de carbono y polímeros cristalinos líquidos en función de la exposición al espacio. Los compuestos conductores, desarrollado por Schadler y el ex investigador postdoctoral de Rensselaer Justin Bult, que ahora es investigador en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU., tuvo que desarrollarse en menos de una semana.

"Greg está en la cima de su juego, y es maravilloso ver cómo las áreas de investigación que conoció como estudiante aquí en Rensselaer se convirtieron en un tema tan importante, experimento de alto perfil en la Estación Espacial Internacional, ”Dijo Blanchet. "El hecho de que esté colaborando con los investigadores de Rensselaer lo hace aún mejor".

Los experimentos de nanocompuestos de Schadler y Blanchet son el segundo proyecto de Rensselaer que se lanza al espacio este año. En agosto, un sistema de transferencia de calor experimental diseñado por los profesores de Rensselaer Joel Plawsky y Peter Wayner fue llevado a la ISS a bordo del transbordador espacial Discovery. El proyecto, llamada la burbuja de vapor restringida (CVB), permanecerá instalado en la ISS hasta por tres años. El experimento podría proporcionar importantes conocimientos fundamentales sobre la naturaleza de las operaciones de transferencia de masa y calor que implican un cambio de fase, como la evaporación, condensación, y hirviendo, así como datos de ingeniería que podrían conducir al desarrollo de nuevos sistemas de enfriamiento para naves espaciales y dispositivos electrónicos.

Fuente:Instituto Politécnico Rensselaer (noticias:web)