研究人员将关键的构建块粒子探索到太空中

作为SpaceX于12月5日启动的向国际空间站(ISS)补给CRS-19的任务的一部分，来自NASA，新泽西理工学院(NJIT)和纽约大学(NYU)的研究人员将着手进行一项新的科学研究，以探索被认为是地球上材料和产品的关键“构造块”的一组微观粒子(称为胶体粒子)在零重力下的行为和形式。

该团队的胶体样品的实验有效载荷已于12月8日正式停靠在该站，将用于首次研究在一系列实验中在无重力的情况下胶体颗粒暴露于温度变化而发生的情况将于今年晚些时候进行，名为“高级胶体实验(温度控制)-ACE-T11”。

研究人员说，ACE-T11零重力实验提供了一个难得的机会，可以学习有关基础物理的新信息，从而推动胶体粒子分散并保持悬浮在液体等介质中以改变其性质的方式，从而有可能为该领域打开新的大门“胶体工程”一词，可能有助于下一代材料和产品的生产，以改善日常生活，以及未来太空远程飞行任务的成功。

NJIT化学和材料工程教授以及该研究的作者说：“我们在ISS中收集的实验数据将使我们能够以前所未有的方式严格测试和验证胶体中结构形成现象的理论。”首席研究员。“通过ACE-T11实验，我们很高兴得知影响胶体粒子运动的各种力的影响，这可以大大缩短设备和工艺的设计周期，适用于当前和未来的陆地和太空应用。 ”

胶体是悬浮在气体，液体或固体介质的任意组合中的纳米级物体系统，是溶液和悬浮液以及混合物的三种主要类型之一。胶体的常见例子包括当液滴分散在气体介质中时的雾或薄雾，或当固体胶体颗粒分散在气体中时的烟尘。近来，胶体的引导操纵已成为在电子，光子学，生命科学，化学工业以及最近的3D打印中制造功能材料的广泛手段。虽然人们经常在地球上研究各种晶体，液体和玻璃态胶体结构的形成方式，以促进此类工程应用，但先前的研究在一定程度上受到了限制，这是由于不良的重力驱动过程(如颗粒沉降或堵塞)的影响。

在国际空间站的受控微重力环境中，这些粒子彼此之间的运动比返回地球的速度要慢100,000倍，这使它们更易于研究。该小组将使用在纽约大学合成的带有荧光团标记的球形胶体颗粒，并在该站使用高分辨率共聚焦显微镜观察分散在液体中的颗粒如何同步运动，从而形成逐渐重复的模式，从而逐步引入增加和减少的过程。温度。

根据NASA的说法，该实验将在NASA格伦中心控制室进行远程操作，这可能会改善宇航员在未来太空飞行中生产材料的方式，可能“对高分辨率3D打印产生巨大影响，因为它们可能会扩大可用于制作3D打印物体的材料数量。”

Khusid说：“最终目标是通过可视化这些单个粒子如何自发地形成晶体状规则，重复的图案来阐明'自发如何从无序中产生出来，即使它们回到地球的引力状态，也能保持有序排列。”“实验的结果可能会推动在独特的ISS平台上进行胶体控制和操纵策略的开发，该平台可进行3D打印无法由地面制造复制的材料。”

SpaceX的第19个商业补给任务是在SpaceX Falcon 9火箭上发射的，并从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的40号航天发射场上搭载了Dragon飞船。ACE-T11实验是该特派团2600千克补给和有效载荷的一部分，其中包括关键材料，这些材料可直接为ISS 61号和62号探险期间计划进行的250多次科学调查和技术演示中的数十种提供支持。

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