p Os pesquisadores que estudam como as bolhas se formam e funcionam estão enviando um sistema totalmente automatizado, experimento independente no espaço. p O estudo, liderado por Tengfei Luo, professor do Departamento de Engenharia Aeroespacial e Mecânica da Universidade de Notre Dame, será iniciado por astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS). Usando resultados em tempo real enviados para a Terra para análise, Luo e sua equipe esperam obter um melhor entendimento fundamental de como as bolhas se formam, crescer e se desprender de superfícies sólidas com diferentes características em nanoescala.

p Esta informação pode melhorar a capacidade de diagnóstico de doenças potencialmente fatais, incluindo certos tipos de câncer.

p "O que estamos observando em paralelo com a pesquisa em andamento na ISS é como usar essas bolhas para a detecção do câncer em estágios iniciais - quando as células cancerosas ainda estão em concentrações muito baixas, "Luo disse." Nosso método é um método potencial para aumentar a sensibilidade e melhorar a detecção precoce do câncer.

p Em um estudo de 2020 publicado em Interfaces de materiais avançados , Luo usou com sucesso o aquecimento a laser para gerar bolhas em uma solução contendo moléculas biológicas. Os pesquisadores descobriram que poderiam atrair essas biomoléculas para a bolha e depositá-las na superfície, criando uma "ilha altamente concentrada". As descobertas podem influenciar o desenvolvimento futuro de diagnósticos altamente sensíveis - que é o assunto de um estudo no qual Luo está trabalhando com financiamento da National Science Foundation.

p Vários fatores concorrentes podem influenciar a dinâmica da bolha:gravidade, que afeta a flutuabilidade de uma bolha; a interface da bolha e uma superfície sólida, ou força capilar; e a minimização da tensão superficial devido à bolha tentar ser esférica no líquido. O experimento de Luo a bordo da ISS testará como as bolhas se comportam na ausência de gravidade.

p "Uma pergunta que gostaríamos de responder é:sem a influência da flutuabilidade, como os outros dois fatores afetam a dinâmica da bolha? ", disse Luo.

p O comportamento da bolha é fundamental quando eles são usados ​​para reunir biomarcadores para a detecção precoce do câncer. "Queremos que a bolha permaneça na superfície o maior tempo possível para que possa coletar mais biomoléculas em uma solução, "disse ele." Se ficar muito grande, vai se desprender, portanto, queremos saber como projetar a geometria da superfície - usando nanoestruturas na superfície para otimizar a força capilar e manter a bolha na superfície por um período mais longo. Sabemos que a flutuabilidade é um fator importante e pode evitar que uma bolha fique muito grande antes de se desprender, então é por isso que pensamos em olhar para um ambiente onde não há gravidade para nos permitir elucidar a física fundamental. "

p Luo recebeu financiamento do Centro para o Avanço da Ciência no Espaço e começou a trabalhar no projeto ISS em 2018, mas encontrou uma série de atrasos, incluindo adiamento devido à pandemia COVID-19.

p Para o experimento, ele precisava de um dispositivo que pudesse criar uma bolha e registrar imagens e leituras do comportamento da bolha sem o uso de um laser - o que teria custado US $ 2 milhões extras - e sem biomoléculas, que, no espaço, pode criar uma preocupação de risco biológico. "Portanto, estamos nos concentrando nos fundamentos, "Luo disse.

p Trabalhando com o Space Tango, uma empresa especializada no projeto e construção de hardware automatizado de saúde e tecnologia para uso no espaço, a investigação de Notre Dame será instalada na ISS em junho.

p A investigação está alojada em um pequeno cubo, conhecido como CubeLab, que é equipado com quatro compartimentos de fluido, recursos térmicos para aquecer a solução, e uma câmera que irá capturar e enviar imagens de cada compartimento quase em tempo real. Luo e sua equipe também receberão leituras de temperatura e pressão, bem como valores de potência de aquecimento.

p "Vamos comparar essas descobertas com o que já sabemos sobre a dinâmica das bolhas na Terra, dando-nos uma melhor compreensão dos papéis que as diferentes forças de fluidos desempenham, "Luo disse.

p O experimento acontecerá ao longo de aproximadamente três semanas a bordo da ISS.