Les colloïdes sont des mélanges de particules microscopiques en suspension dans des fluides, des substances en partie solides et en partie liquides. Les colloïdes se trouvent dans des produits tels que le dentifrice, le ketchup, la peinture et le savon liquide pour les mains, et font partie d'un domaine d'étude connu sous le nom de matière molle.

Une autre expérience familière avec les colloïdes :la "décantation", c'est-à-dire lorsque ces mélanges se séparent en couches au fil du temps, séparés par la gravité. C'est pourquoi les chercheurs ont entrepris d'étudier comment ces substances se comportent à un niveau fondamental dans l'espace, afin de prolonger la "durée de conservation" des matériaux, à la fois dans l'espace et sur Terre.

Pour recueillir ces données, les chercheurs avaient besoin d'un outil spécial qui leur permettrait de voir en profondeur le monde de ces minuscules particules. Entrez dans le LMM de la NASA, le module de microscopie optique.

Depuis 2009, des scientifiques et des chercheurs de six pays, dont 27 universités et organismes de recherche, ont passé des milliers d'heures à utiliser la puissance remarquable de cette installation de microscope confocal à imagerie lumineuse à la pointe de la technologie pour étudier une variété de phénomènes physiques et biologiques. Anciennement hébergé dans le module Destiny de la Station spatiale internationale, le LMM a grandement contribué aux découvertes scientifiques.

Le LMM a été utilisé par des entreprises privées pour trouver de nouvelles façons d'améliorer leurs produits de consommation. Procter &Gamble, par exemple, a reçu l'approbation de trois demandes de brevet pour de nouveaux produits, résultat direct des recherches de l'entreprise à l'aide du LMM.

L'appareil a également aidé d'autres ingénieurs à concevoir la prochaine génération de cellules solaires sensibles aux points quantiques hautement efficaces, à améliorer considérablement la technologie des appareils biomédicaux et à proposer des innovations potentielles dans les matériaux de construction à utiliser sur Terre, sur la Lune et sur Mars.

Diane Malarik est actuellement directrice adjointe de la division des sciences biologiques et physiques de la NASA, mais dans les années 1990, elle était la chef de projet responsable de la conception initiale du LMM. Comme elle se souvient :« Nous avons conçu des charges utiles pour la navette spatiale, mais leur conception et leur fonctionnement étaient alors beaucoup plus simples. L'équipement était conçu pour n'être utilisé qu'une seule fois par un seul enquêteur. Lorsque l'idée de construire un LMM à installer dans la station spatiale a été découvert, nous savions qu'il devait être utilisé par au moins quatre enquêteurs et nous avons dû le concevoir avec beaucoup plus de flexibilité."

Depuis son installation, le LMM a été utilisé dans 40 expériences, capturant des images essentielles pour aider les scientifiques et les ingénieurs à comprendre les forces qui contrôlent l'organisation et la dynamique de la matière à des échelles microscopiques. En effet, le LMM a contribué à rendre plus visible le monde invisible des colloïdes.

Ce qui a rendu le LMM unique parmi les microscopes, c'est qu'il a permis aux scientifiques d'utiliser l'environnement de microgravité pour observer la séparation des mécanismes physiques et biologiques sur des échelles de temps beaucoup plus longues que possible sur Terre. Et les images tridimensionnelles de haute qualité du microscope ont approfondi notre compréhension scientifique de multiples champs micro et macroscopiques, notamment le transfert de chaleur, l'interaction colloïdale et la séparation de phases. Ce faisant, il a permis aux scientifiques d'améliorer l'efficacité des produits commerciaux sur Terre et a contribué à la compréhension de la communauté scientifique sur les colloïdes.

Après plus d'une décennie de recherche, la dernière expérience du LMM a eu lieu en octobre 2021. Pendant ce temps, le LMM a été utilisé pour la recherche sur la matière molle/les fluides complexes (colloïdes et gels), la physique des fluides (caloducs), la biophysique (cristallisation des protéines , administration de médicaments) et biologie végétale (détection de la gravité dans les racines). Plus de 30 présentations de conférence ont été données et environ 50 publications dans des revues publiées ou en cours de développement qui utilisent des données directement issues des résultats du LMM de la station spatiale.

Les professionnels du musée espèrent qu'un jour le LMM pourra être préservé pour que d'autres puissent également interagir avec lui sur Terre. Lauren Katz, responsable du programme des artefacts et des expositions de la NASA, a déclaré qu'elle serait ravie de superviser l'utilisation potentielle de LMM dans les futures expositions de la NASA et les prêts aux musées. "Nous pensons que l'inclusion du LMM pourrait servir d'introduction fascinante à la manière dont la science dans l'espace peut être menée depuis la Terre", déclare Katz. "De plus, comme le microscope est contrôlé à distance, nous pensons que cette fonctionnalité interactive pourrait servir de facteur" cool "car les visiteurs contrôlent eux-mêmes le microscope (ou l'appareil représentatif)."

De nombreux facteurs influenceront la capacité du LMM à être renvoyé sur Terre, à savoir les contraintes d'espace à bord de la station spatiale et des véhicules de retour. Quelle que soit la destination finale du LMM, son héritage en tant que bête de somme pour la science restera. + Explorer plus loin

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