(PhysOrg.com) -- I nuovi nanomateriali sviluppati al Rensselaer Polytechnic Institute dovrebbero essere lanciati in orbita il 16 novembre a bordo dello Space Shuttle Atlantis.

Il progetto, finanziato dalla US Air Force Multi University Research Initiative, cerca di testare le prestazioni dei nuovi nanocompositi in orbita. Lo Space Shuttle Atlantis trasporterà i campioni alla Stazione Spaziale Internazionale. I materiali verranno quindi montati sullo scafo esterno della stazione in un Passive Experiment Carrier, ed esposto ai rigori dello spazio.

professori Rensselaer Linda Schadler, del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, e Thierry Blanchet, del Dipartimento di Meccanica, Aerospaziale, e Ingegneria Nucleare, ha lavorato con un team di ricercatori dell'Università della Florida per sviluppare due diversi tipi di nanomateriali sperimentali. Il progetto MURI e il team di ricerca dell'Università della Florida sono guidati dall'alunno di Rensselaer W. Greg Sawyer '99, che si è laureato, del maestro, e dottorati da Rensselaer ed è ora N. C. Ebaugh Professor of Mechanical and Aerospace Engineering presso l'Università della Florida. Blanchet era il consigliere di dottorato di Sawyer.

Il primo nuovo materiale è un resistente all'usura, nanocomposito a basso attrito, creato mescolando particelle di allumina su scala nanometrica con politetrafluoroetilene (PTFE), che è commercialmente noto come Teflon. Schadler e il suo gruppo di ricerca hanno introdotto diverse nanoparticelle rivestite di fluoro nel PTFE convenzionale. La piccola quantità di additivo ha fatto diminuire il tasso di usura del PTFE di quattro ordini di grandezza, senza alterare il coefficiente di attrito del PTFE. Il risultato finale è un più forte, PTFE più durevole che è antiaderente e scivoloso quasi quanto il PTFE non trattato.

Il beneficio ottenuto, Schadler ha detto, è la differenza tra il PTFE che può sopravvivere a scivolare lungo una superficie per alcuni chilometri prima di consumarsi, e un nanocomposito che potrebbe scivolare su una superficie per più di 100, 000 chilometri prima di consumarsi. Il PTFE viene spesso utilizzato per rivestire la superficie delle parti mobili in diversi dispositivi. Minore attrito sulla superficie di queste parti in movimento, minore è l'energia necessaria per muovere le parti, ha detto Schadler.

“Siamo molto entusiasti di avere questo esperimento installato nella ISS, e per vedere come si comporta il nuovo materiale nello spazio, Ha detto Schadler. “In un ambiente di laboratorio, il tasso di usura del materiale è di quattro ordini di grandezza inferiore al PTFE puro, il che significa che è notevolmente più resistente all'usura. Altrettanto importante, questi progressi non aumentano il coefficiente di attrito del materiale, il che significa che l'aumento della durata non andrà a scapito della creazione di ulteriore attrito".

Apposto alla stazione, che viaggia a circa 27, 700 km/h, il campione di nanocomposito sarà esposto a radiazioni ultraviolette, e temperature che vanno da -40 gradi a 60 gradi Celsius. Il nanocomposito sarà montato su un tribometro, sviluppato da Sawyer, che misurerà l'attrito della superficie del materiale. Un campione di controllo del materiale, protetto in camera a vuoto nella PEC, sarà anche testato. L'apparato invierà i dati in tempo reale al laboratorio della ISS, che a sua volta sarà inoltrato al gruppo di ricerca.

La seconda serie di nanomateriali da lanciare nello spazio sono i nanocompositi polimerici conduttivi. Durante il caricamento dei tribometri nel PEC per i viaggi nello spazio, si è presentata l'opportunità di testare anche la conduttività della poliammideimide caricata con nanotubi di carbonio e dei polimeri cristallini liquidi in funzione dell'esposizione allo spazio. I compositi conduttivi, sviluppato da Schadler e dall'ex ricercatore post-dottorato di Rensselaer Justin Bult - che ora è ricercatore presso il National Renewable Energy Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti - doveva essere sviluppato in meno di una settimana.

“È stata una settimana emozionante e non eravamo sicuri che i compositi avrebbero resistito ai rigorosi test loro imposti per determinare se potevano essere lanciati nello spazio, Ha detto Schadler. “È stato un brivido quando alcuni di loro lo hanno fatto, e di vedere le loro foto montate nella PEC.”

Blanchet ha detto che è molto contento, ma non sorpreso, al successo del suo ex allievo, Sawyer, nel condurre questo studio di ricerca spaziale.

“Greg è al top del suo gioco, ed è meraviglioso vedere le aree di ricerca a cui è stato presentato come studente qui a Rensselaer evolversi in un così importante, esperimento di alto profilo nella Stazione Spaziale Internazionale, ” ha detto Blanchet. "Il fatto che stia collaborando con i ricercatori Rensselaer lo rende ancora migliore".

Gli esperimenti sui nanocompositi di Schadler e Blanchet sono il secondo progetto Rensselaer lanciato nello spazio quest'anno. In agosto, un sistema sperimentale di trasferimento del calore progettato dai professori di Rensselaer Joel Plawsky e Peter Wayner è stato trasportato sulla ISS a bordo dello Space Shuttle Discovery. Il progetto, chiamata Bolla di Vapore Vincolata (CVB), rimarrà installato nell'ISS per un massimo di tre anni. L'esperimento potrebbe fornire importanti informazioni fondamentali sulla natura delle operazioni di trasferimento di calore e di massa che comportano un cambiamento di fase, come l'evaporazione, condensazione, e bollente, nonché dati ingegneristici che potrebbero portare allo sviluppo di nuovi sistemi di raffreddamento per veicoli spaziali e dispositivi elettronici.

Fornito da Rensselaer Polytechnic Institute (notizie :web)