محققان مواد خود ترمیم‌شونده نانوکامپوزیتی ساخته و آن را برای آزمایش در ایستگاه فضایی بین‌المللی آماده کرده‌اند.
آزمایش مواد خود ترمیم‌شونده در ایستگاه فضایی بین‌المللی
برخی از مواد مورد استفاده در حوزه هوافضا مانند پلیمرها می‌توانند با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اکسیژن اتمی، اشعه ماورا بنفش و نوسانات شدید دمایی در فضای بیرونی دچار تخریب و فرسایش شوند. از آنجا که ایستگاه فضایی بین‌المللی با سرعت تقریبی ۱۸۰۰۰ مایل در ساعت حرکت می‌کنند، میکرومتروئیدها و سایر بقایای فضایی تهدیدهای جدی برای یکپارچگی ساختارهای آن‌ها است.
معرفی مواد خود ترمیم‌شونده که نانوذرات و میکروذرات خاصی را در خود جای داده‌اند می‌تواند راه حل با دوام‌تری برای ساختارهای فضایی ارائه دهد. محققان دانشگاه ایلینویز ماده‌ای طراحی کردند تا این چالش را برآورده کنند و برای اولین بار، مواد خود ترمیم شونده را برای آزمایش به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستادند.
دباشیش داس، دانشمند گروه مهندسی هوافضا در دانشگاه ایلینویز می‌گوید: «موادی که ما استفاده می‌کنیم، نانوکامپوزیت‌های جدیدی مبتنی بر ماتریس حرارتی پلی‌دی سیکلوپنتادین (pDCPD) مخلوط با اجزای خود ترمیم‌شونده هستند و در مقایسه با پلیمرهای گرماسنج سنتی که برای مداوا در داخل اتوکلاو چند روز طول می‌کشد، می‌توانند در عرض چند دقیقه تا چند ساعت بهبود یابند. همچنین، این مواد جدید مبتنی بر pDCPD قابل استفاده برای روش‌های تولید مواد افزودنی با قابلیت ساخت سریع یا تعمیر قطعات در فضا هستند.»
بودجه پروفسور نانسی سوتوس و ایوانیس شاسیوتیس توسط دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی و آزمایشگاه ملی ISS برای تولید نمونه‌های اولیه تهیه می‌شود که در سه جهت مختلف در ISS نصب شوند، زیرا هر طرف ISS در معرض شرایطی مختلف قرار دارد.
به دلیل هزینه بالای انجام آزمایشات در فضا، هر نمونه باید به اندازه پاک‌کن بالای یک مداد باشد. در مجموع، ۲۷ نمونه روی سه صفحه ثابت شدند که هر کدام یک اینچ مربع بودند. پنجره‌ای روی هر نمونه قرار گرفتن در معرض محیط فضا را امکان‌پذیر می‌کند.
اریک آلپاین و مایکل لمبک از امکانات خود در آزمایشگاه تالبوت برای بررسی این نمونه‌ها در فضا استفاده کردند. نمونه‌ها برای شبیه‌سازی شرایط فضا در خلاء بالا، در دمای ۱۷۶ درجه فارنهایت به مدت ۲۴ ساعت پخته شدند. از دست دادن جرم همه نمونه‌ها در حد قابل قبول بوده است.
چانگ گفت: «براساس یک آزمایش قبلی در ISS، ما می‌دانیم که قرار دادن نانوذرات شیشه در همه نمونه‌ها، مقاومت در برابر فرسایش را بهبود می‌بخشد. در گروه پروفسور نانسی سوتوس، ما ساز و کار فعال‌تری را برای ایجاد مقاومت در برابر آسیب فرسایش تجربه کرده‌ایم.»
داس گفت اگر این پلیمرهای خود ترمیم در شرایط فضا موفقیت‌آمیز باشند، می‌تواند یک مزیت بزرگ برای استفاده در حوزه هوا فضا باشد.
