p Alguns materiais usados ​​em aplicações aeroespaciais, como polímeros, podem degradar e erodir com a exposição prolongada ao oxigênio atômico, radiação ultravioleta, e ciclos extremos de temperatura no espaço sideral. Também, porque espaçonaves em órbita, como a Estação Espacial Internacional, viajam a aproximadamente 18 anos, 000 milhas por hora, micrometeoróides e outros detritos espaciais representam sérias ameaças à integridade de estruturas espaciais leves compostas de polímeros e seus compostos. p A introdução de materiais de autocura que incorporam nanopartículas e micropartículas especialmente projetadas pode fornecer uma solução mais durável para estruturas espaciais. Vários laboratórios da Universidade de Illinois Urbana-Champaign trabalharam juntos para enfrentar este desafio, e pela primeira vez, enviou materiais de autocura em órbita para testes no Laboratório Nacional da ISS.

p "Os materiais que usamos são novos nanocompósitos, com base em polidiciclopentadieno termoendurecível (pDCPD) -matriz misturada com componentes de autocura, que pode ser curado em questão de minutos a horas, em comparação com os polímeros termofixos tradicionais que levam dias para curar dentro de uma autoclave. Também, esses novos materiais baseados em pDCPD são passíveis de técnicas de fabricação aditiva com potencial para fabricação rápida ou reparo de peças exatamente onde estão no espaço, "disse Debashish Das, um bolsista de pós-doutorado no Departamento de Engenharia Aeroespacial da UIUC.

p Os professores Nancy Sottos e Ioannis Chasiotis são financiados pelo Air Force Office for Scientific Research e pelo ISS National Lab para desenvolver amostras que seriam montadas em três direções diferentes na ISS, porque cada lado da ISS está exposto a condições com diferentes quantidades de radiação ultravioleta e oxigênio atômico:ram, na direção da viagem; acordar na direção do rastro; e zênite, de costas para a terra.

p Por causa do alto custo de realização de experimentos no espaço, cada amostra tinha que ser do tamanho de uma borracha em cima de um lápis. Em tudo, 27 amostras foram fixadas em três placas, cada um tendo uma polegada quadrada. Uma janela sobre cada amostra permite a exposição ao ambiente do espaço.

p O estudante de graduação aeroespacial Eric Alpine e o corpo docente da AE Michael Lembeck usaram suas instalações no Laboratório Talbot para determinar o conteúdo volátil nas amostras a serem expostas ao espaço. As amostras foram cozidas sob alto vácuo a 176 graus Fahrenheit por 24 horas para simular condições espaciais aceleradas. A perda de massa de todas as amostras permaneceu dentro do limite aceitável permitido pela NASA.

p Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais estudante Kelly Chang e estudioso de pós-doutorado Mayank Garg, no Grupo de Sistemas de Materiais Autônomos do Instituto Beckman, desenvolveu as estratégias de autocura e fabricou todas as amostras.

p "Com base em um experimento anterior na ISS pelo grupo do Professor Chasiotis, sabemos que a incorporação de nanopartículas de vidro em todas as amostras melhorará a resistência à erosão, "Disse Chang." No grupo da professora Nancy Sottos, temos experimentado um mecanismo mais ativo para resistir aos danos da erosão. Nós embutimos microcápsulas, segurando materiais ativos que são acionados quando o oxigênio atômico no espaço rompe as cápsulas e permite que o núcleo líquido dessas cápsulas reaja. "

p Chang disse que também existem amostras que não contêm as cápsulas e que essas amostras servirão de controle para experimentos posteriores. As amostras também contêm epóxi de grau aeroespacial padrão para comparação.

p Das disse que, se esses polímeros de autocura forem bem-sucedidos no espaço, pode ser uma grande vantagem para a manufatura no espaço sideral. "Essa é uma meta de longo prazo, " ele disse, "para ser fabricado no espaço."

p Garg adicionado, "Se nossa hipótese de que esses novos materiais resistem à erosão por um período mais longo em comparação com os materiais à base de epóxi se mantém, então teremos uma alternativa aos mercados de espaço dominados por epóxi, bem como aplicações baseadas na terra. "