(PhysOrg.com) - Novos nanomateriais desenvolvidos no Rensselaer Polytechnic Institute estão programados para decolar em órbita em 16 de novembro a bordo do ônibus espacial Atlantis.

O projeto, financiado pela U.S. Air Force Multi University Research Initiative, visa testar o desempenho dos novos nanocompósitos em órbita. O ônibus espacial Atlantis levará as amostras para a Estação Espacial Internacional. Os materiais serão então montados no casco externo da estação em um transportador de experimento passivo, e exposto aos rigores do espaço.

Professores Rensselaer Linda Schadler, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, e Thierry Blanchet, do Departamento de Mecânica, Aeroespacial, e Engenharia Nuclear, trabalhou com uma equipe de pesquisadores da Universidade da Flórida para desenvolver dois tipos diferentes de nanomateriais experimentais. O projeto MURI e a equipe de pesquisa da Universidade da Flórida são liderados pelo ex-aluno de Rensselaer W. Greg Sawyer '99, que ganhou seu bacharelado, mestre, e doutorado de Rensselaer e agora é N. C. Ebaugh Professor de Engenharia Mecânica e Aeroespacial na Universidade da Flórida. Blanchet foi o conselheiro de doutorado de Sawyer.

O primeiro novo material é resistente ao desgaste, nanocompósito de baixa fricção, criado pela mistura de partículas de alumina em nanoescala com politetrafluoroetileno (PTFE), que é conhecido comercialmente como Teflon. Schadler e seu grupo de pesquisa introduziram diferentes nanopartículas revestidas de flúor no PTFE convencional. A pequena quantidade de aditivo fez com que a taxa de desgaste do PTFE caísse em quatro ordens de magnitude, sem afetar o coeficiente de fricção do PTFE. O resultado final é mais forte, PTFE mais durável que é quase tão antiaderente e escorregadio quanto o PTFE não tratado.

O benefício ganho, Schadler disse, é a diferença entre o PTFE que pode sobreviver ao deslizar ao longo de uma superfície por alguns quilômetros antes de se desgastar, e um nanocompósito que pode deslizar em uma superfície por mais de 100, 000 quilômetros antes de desaparecer. O PTFE é frequentemente usado para revestir a superfície de peças móveis em diferentes dispositivos. Quanto menos atrito na superfície dessas peças móveis, menos energia é necessária para mover as peças, Schadler disse.

“Estamos muito entusiasmados por ter este experimento instalado na ISS, e para ver como o novo material funciona no espaço, ”Disse Schadler. “Em um ambiente de laboratório, a taxa de desgaste do material é quatro ordens de magnitude menor do que o PTFE puro, o que significa que é consideravelmente mais resistente ao desgaste. Tão importante quanto, esses avanços não aumentam o coeficiente de atrito do material, o que significa que o aumento na durabilidade não virá à custa da criação de atrito extra. ”

Afixado na estação, que viaja a cerca de 27, 700 kph, a amostra do nanocompósito será exposta à radiação ultravioleta, e temperaturas variando de -40 graus a 60 graus Celsius. O nanocompósito será montado em um tribômetro, desenvolvido por Sawyer, que irá medir o atrito da superfície do material. Uma amostra de controle do material, protegido em uma câmara de vácuo no PEC, também será testado. O aparelho enviará dados em tempo real para o laboratório da ISS, que por sua vez será encaminhado para a equipe de pesquisa.

O segundo conjunto de nanomateriais a serem lançados no espaço são nanocompósitos poliméricos condutores. Durante o carregamento dos tribômetros no PEC para viagens espaciais, surgiu a oportunidade de também testar a condutividade de poliamidaimida preenchida com nanotubos de carbono e polímeros cristalinos líquidos em função da exposição espacial. Os compósitos condutores, desenvolvido por Schadler e o ex-pesquisador de pós-doutorado da Rensselaer Justin Bult - que agora é pesquisador do Laboratório Nacional de Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA - teve que ser desenvolvido em menos de uma semana.

“Foi uma semana emocionante e não tínhamos certeza se os compostos resistiriam aos testes rigorosos impostos a eles para determinar se eles poderiam ser lançados para o espaço, ”Disse Schadler. “Foi emocionante quando alguns deles fizeram, e ver as fotos deles montados no PEC. ”

Blanchet disse que está muito satisfeito, mas não surpreso, com o sucesso de seu ex-aluno, Serrador, na liderança deste estudo de pesquisa espacial.

“Greg está no topo de seu jogo, e é maravilhoso ver as áreas de pesquisa às quais ele foi apresentado como estudante aqui na Rensselaer evoluir para uma área tão importante, experimento de alto nível na Estação Espacial Internacional, ”Blanchet disse. “O fato de ele estar colaborando com os pesquisadores de Rensselaer torna tudo ainda melhor.”

Os experimentos com nanocompósitos de Schadler e Blanchet são o segundo projeto Rensselaer a ser lançado no espaço este ano. Em agosto, um sistema experimental de transferência de calor projetado pelos professores Rensselaer Joel Plawsky e Peter Wayner foi transportado para a ISS a bordo do Ônibus Espacial Discovery. O projeto, chamada de bolha de vapor restrita (CVB), permanecerá instalado no ISS por até três anos. O experimento pode render importantes insights fundamentais sobre a natureza das operações de transferência de calor e massa que envolvem uma mudança de fase, como evaporação, condensação, e fervendo, bem como dados de engenharia que poderiam levar ao desenvolvimento de novos sistemas de resfriamento para espaçonaves e dispositivos eletrônicos.

Fornecido por Rensselaer Polytechnic Institute (notícias:web)