NASA資助波多黎各研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)太空3D打印新材料

2024年10月29日，南極熊獲悉，波多黎各大學(xué)馬亞圭斯分校的化學(xué)工程師兼研究員Ubaldo Cordova正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)能夠適應(yīng)輻射、極端溫度和太空真空環(huán)境的新型材料。在NASA的支持下，Cordova團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)可用于太空中直接制造和修復(fù)從航天器零件到棲息地等各類設(shè)施的特種聚合物。



突破性研究

這項(xiàng)研究獲得了NASA"橋梁計(jì)劃種子基金"30萬美元資助，旨在探索可在月球、火星甚至國(guó)際空間站使用的柔軟、靈活、可重構(gòu)材料，致力于解決太空探索的主要挑戰(zhàn)之一：減少對(duì)地球補(bǔ)給任務(wù)的依賴。

Cordova表示："這些材料具有靈活性和多功能性，宇航員能夠根據(jù)特定環(huán)境需求打印物品，項(xiàng)目的研究目標(biāo)是創(chuàng)造一種能在太空中改變性能的材料。這不僅僅是打印物品，更重要的是能夠根據(jù)需求修改其特性。"

創(chuàng)新技術(shù)特點(diǎn)


該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的材料主要是聚合物，其創(chuàng)新之處在于嵌入具有親水和疏水表面的納米顆粒。這種獨(dú)特組合使材料具備標(biāo)準(zhǔn)聚合物所不具備的性能，能夠通過外部磁場(chǎng)等力量進(jìn)行操控，形成導(dǎo)電或磁響應(yīng)等特性。在微重力環(huán)境下，這些材料能保持穩(wěn)定性，這對(duì)計(jì)劃中的月球或火星長(zhǎng)期任務(wù)至關(guān)重要。宇航員可以利用這些材料進(jìn)行工具制造、設(shè)備維修，甚至建造結(jié)構(gòu)。

廣泛應(yīng)用前景


△ 來自波多黎各馬雅圭斯大學(xué)的烏巴爾多·科爾多瓦教授

這項(xiàng)技術(shù)可以解決宇航員因太空環(huán)境導(dǎo)致的工具和設(shè)備頻繁更換問題。例如，NASA經(jīng)常需要更換控制面板等特定部件，使用Cordova的可適應(yīng)材料，宇航員可以按需打印這些組件，減少對(duì)地球物資的依賴。

Cordova表示："我們正在研究將月球或火星的土壤與聚合物基質(zhì)混合，創(chuàng)造可用于現(xiàn)場(chǎng)建造結(jié)構(gòu)或工具的材料，這使太空任務(wù)更具可持續(xù)性。"

未來展望



△ 烏巴爾多·科爾多瓦在波多黎各的巴亞蒙的Engine-4


雖然項(xiàng)目仍處于早期階段，但團(tuán)隊(duì)希望最終能在太空中測(cè)試這些材料。團(tuán)隊(duì)正與NASA密切合作，計(jì)劃將材料送往國(guó)際空間站進(jìn)行測(cè)試。在此之前，還需要在NASA俄亥俄州格倫研究中心進(jìn)行大量測(cè)試。此外，Cordova還與普渡大學(xué)合作，進(jìn)一步開發(fā)和測(cè)試材料。NASA的資助將支持未來兩年的研究工作，包括招募三名研究生和一名本科生參與項(xiàng)目。

這一研究不僅對(duì)太空探索具有重要意義，也將促進(jìn)波多黎各的科技發(fā)展。隨著波多黎各太空經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，這個(gè)項(xiàng)目有望為波多黎各在全球太空經(jīng)濟(jì)中確立新興力量的地位做出貢獻(xiàn)。