En un nuevo estudio, Investigadores de la Universidad de Illinois y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri modelaron un método para manipular nanopartículas como un modo alternativo de propulsión para pequeñas naves espaciales que requieren niveles muy pequeños de empuje.

El equipo simuló un sistema que usa luz para generar un campo electromagnético. Se utilizan nanopartículas neutras hechas de vidrio o algún otro material que aísle en lugar de conducir cargas eléctricas. Las nanopartículas se polarizan. Todas las cargas positivas se desplazan en la dirección del campo y las cargas negativas se desplazan en la dirección opuesta. Crea un campo eléctrico interno que produce una fuerza para mover las partículas de un depósito, canalizado a través de un inyector, luego salió disparado de un acelerador para producir empuje.

El estudio, eso ha sido cerca de ocho años en la fabricación, demostró analíticamente que la técnica puede funcionar, y parámetros sugeridos para el éxito.

"El desafío consiste en seleccionar la permitividad adecuada del medio, la cantidad correcta de carga, en el que pasa todo esto, "dijo Joshua Rovey, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería Grainger de la U de I. "Tienes que elegir los materiales adecuados para las nanopartículas en sí, así como el material que rodea a las nanopartículas a medida que se mueven a través de la estructura".

La técnica se basa en un campo de la física llamado plasmónica que estudia cómo la luz óptica o las ondas electromagnéticas ópticas, interactuar con estructuras a nanoescala, como una barra o un prisma.

Rovey explicó cuando la luz golpea la estructura a nanoescala, ocurre una interacción resonante. Crea fuertes campos electromagnéticos justo al lado de esa estructura. Y esos campos electromagnéticos pueden manipular partículas aplicando fuerzas a partículas a nanoescala que están cerca de esas estructuras. El estudio se centró en cómo alimentar las nanopartículas en la estructura del acelerador, o inyector y cómo los ángulos de las placas en el inyector afectan las fuerzas sobre estas nanopartículas.

"Uno de los principales factores motivadores del concepto fue la ausencia o falta de suministro eléctrico en el espacio, ", Dijo Rovey." Si podemos aprovechar el sol directamente, hacer que el sol brille directamente sobre las propias nanoestructuras, no es necesario un suministro de energía eléctrica o un panel solar para proporcionar energía ".

Rovey dijo que este estudio era una simulación numérica. El siguiente paso será crear estructuras a nanoescala en un laboratorio, cargar luego en el sistema, aplicar una fuente de luz, y observe cómo se mueven las nanopartículas.