p Imagine uma bateria de celular que carrega a cada passo que você dá ou um traje espacial que usa a energia gasta dos astronautas para fazer funcionar os componentes eletrônicos do traje. Uma equipe de estudantes universitários conduzindo pesquisas da NASA sobre esse uso inovador da nanotecnologia levou suas pesquisas a novos patamares. O time, compreendendo Hannah Clevenson, Olivia Lenz e Tanya Miracle, voou um experimento relacionado à sua pesquisa de nanotecnologia em um vôo de gravidade reduzida da NASA. p O Programa de Oportunidades de Voo para Estudantes de Gravidade Reduzida no Johnson Space Center da NASA em Houston oferece a equipes de estudantes de graduação a oportunidade de propor, Projeto, fabricar e voar experimentos em uma aeronave especial de gravidade reduzida. O avião faz uma série de subidas íngremes seguidas de mergulhos íngremes, chamados arcos parabólicos, resultando em curtos períodos de gravidade reduzida.

p O experimento da equipe investigou as propriedades dos nanofios de óxido de zinco produzidos em condições de microgravidade e comparou os resultados com as propriedades dos nanofios de óxido de zinco produzidos em laboratório. Em particular, a equipe estava interessada nos efeitos da gravidade reduzida na morfologia das amostras.

p Os alunos participavam do Motivating Graduados em Ciência e Tecnologia da NASA, ou DEVE, projeto. A engenheira da NASA Tamra George orientou a equipe.

p De acordo com Hannah Clevenson e o resumo da equipe, é viável que nanofios mais longos e retos, bem como uma quantidade maior, poderia ser produzido em microgravidade. Esses nanofios novos e aprimorados poderiam ser usados ​​para uma variedade de aplicações, uma dessas baterias melhoradas.

p Clevenson, um estudante de engenharia elétrica na Cooper Union em Nova York, disse que embora os nanofios de óxido de zinco tenham sido cultivados de várias maneiras no laboratório, pouca pesquisa foi feita na área de crescimento de nanofios em microgravidade.

p "Os nanofios têm potencial para serem usados ​​em uma ampla gama de aplicações, de dispositivos eletrônicos a baterias de alta capacidade, "afirma o resumo da equipe." ZnO (óxido de zinco) é muito barato e tem propriedades piezoelétricas, e, portanto, um material altamente desejável. Quando um material piezoelétrico é estressado, uma diferença de voltagem é criada em todo o material. Esses tipos de materiais podem ser usados ​​para coletar energia que é gasta durante as tarefas diárias de rotina e, possivelmente, ser úteis como muito compactos, fontes de energia reserva de baixa potência para robôs e astronautas em missões lunares ou planetárias. "

p Olivia Lenz, membro da equipe, disse que as pessoas estão "desperdiçando" energia para o meio ambiente o tempo todo, apenas andando ou movendo os braços. "Você não pode impedir que esta energia escape, mas pode haver uma maneira de capturá-lo, 'limpar' isso, e carregue uma pequena bateria, " ela disse.

p "Basicamente, o material que desenvolvemos é piezoelétrico, o que significa que quando você o dobra ou estica, você distorce a estrutura do cristal e faz com que um dipolo se desenvolva ao longo do comprimento do material. Eventualmente, essa mudança de dipolo pode ser aproveitada e produzir uma corrente elétrica que pode ser usada para carregar um dispositivo como o seu iPod ou telefone celular a pé. Este tópico é importante porque pode permitir que militares no meio do nada carreguem seus eletrônicos sem precisar do sol ou de um gerador. Ou, o mesmo material pode ser integrado em trajes espaciais para ajudar a sustentar os astronautas eletrônicos que carregam consigo quando em um EVA. "

p Tanya Miracle, estudante de engenharia química da Universidade de Akron, acrescentou que um segundo benefício da pesquisa de nanofios de óxido de zinco da equipe é o potencial para melhorar as baterias de consumo. "O óxido de zinco detém até 10 vezes a carga do lítio, então, potencialmente, poderia substituir o lítio usado nas baterias, "Disse Miracle." Isso poderia produzir baterias menores que permitem que a mesma quantidade de energia seja armazenada ou uma bateria do mesmo tamanho, mas pode durar 10 vezes mais. A indústria de carros elétricos poderia facilmente usar isso a seu favor. "

p Um dos desafios que a equipe enfrentou foi que as atribuições OBRIGATÓRIAS da equipe os faziam trabalhar em diferentes centros da NASA. Lenz e Clevenson estavam no Centro de Pesquisa Ames da NASA em Moffett Field, Califórnia, enquanto Miracle estava no Glenn Research Center da NASA em Cleveland, Ohio. As meninas tiveram que encontrar maneiras de trabalhar juntas como uma equipe, apesar de suas diferenças geográficas. "Na escola, temos uma aula de gerenciamento de projetos e trabalho em equipe que devemos fazer, mas gerenciar um projeto com membros da equipe a centenas de quilômetros de distância é muito diferente, "Disse Miracle." Acho que isso realmente me ajudou a aprender a ser um gerente de projeto melhor, bem como um pesquisador em geral. Agora sei como compartilhar conhecimento por muitos quilômetros de maneira produtiva e eficaz. "

p Outra lição da vida real aprendida com a experiência, Lenz disse, é como os engenheiros funcionam no mundo real, com prazos rígidos e equipamentos experimentais problemáticos.

p "Eu não estava preparado para o quão exaustivo o processo seria quando em Houston, nem estava preparado para o número de problemas que encontramos, "disse Lenz, que está se formando em química na Seattle Pacific University. "Basicamente, se pudesse dar errado, deu errado! Todos os dias voltava para casa exausto e sem saber se conseguiríamos sobreviver no avião. Mesmo depois de nosso primeiro dia de vôo, tivemos que descarregar o experimento e solucionar o problema! Pelo visto, isso é o que os verdadeiros engenheiros fazem todos os dias. "

p Financiado e gerido pela NASA, A motivação de alunos de graduação em ciência e tecnologia é administrada pelo Hispanic College Fund. O projeto concede bolsas de estudo e estágios para alunos de graduação que buscam diplomas em ciências, tecnologia, engenharia e matemática, ou STEM, Campos. Ele apóia o objetivo da NASA de fortalecer a força de trabalho futura da agência e do país.