De nouveaux nanomatériaux développés à Rensselaer ont été mis en orbite le 16 novembre à bord de la navette spatiale Atlantis.

Le projet, financé par la U.S. Air Force Multi University Research Initiative (MURI), cherche à tester les performances des nouveaux nanocomposites en orbite. La navette spatiale Atlantis transportera les échantillons jusqu'à la Station spatiale internationale (ISS). Les matériaux seront ensuite montés sur la coque extérieure de la station dans un Passive Experiment Carrier (PEC), et exposé aux rigueurs de l'espace.

les professeurs Rensselaer Linda Schadler, du Département de science et génie des matériaux, et Thierry Blanchet, du département de mécanique, Aérospatial, et Génie Nucléaire, a travaillé avec une équipe de chercheurs de l'Université de Floride pour développer deux types différents de nanomatériaux expérimentaux. Le projet MURI et l'équipe de recherche de l'Université de Floride sont dirigés par W. Greg Sawyer '99, qui a obtenu son baccalauréat, maîtrise, et un doctorat de Rensselaer et est maintenant professeur N. C. Ebaugh de génie mécanique et aérospatial à l'Université de Floride. Blanchet était le directeur de doctorat de Sawyer.

Le premier nouveau matériau est un matériau résistant à l'usure, nanocomposite à faible frottement, créé en mélangeant des particules d'alumine nanométriques avec du polytétrafluoroéthylène (PTFE), qui est connu commercialement sous le nom de Teflon. Schadler et son groupe de recherche ont introduit différentes nanoparticules enrobées de fluor dans le PTFE conventionnel. La faible quantité d'additif a fait chuter le taux d'usure du PTFE de quatre ordres de grandeur, sans affecter le coefficient de frottement du PTFE. Le résultat final est un plus fort, PTFE plus durable qui est presque aussi antiadhésif et glissant que le PTFE non traité.

Le bénéfice gagné, Schadler a dit, est la différence entre le PTFE qui peut survivre au glissement sur une surface pendant quelques kilomètres avant de s'user, et un nanocomposite qui pourrait glisser sur une surface pendant plus de 100, 000 kilomètres avant de s'user. Le PTFE est souvent utilisé pour revêtir la surface des pièces mobiles dans différents appareils. Le moins de frottement sur la surface de ces pièces mobiles, moins il faut d'énergie pour déplacer les pièces, dit Schadler.

« Nous sommes très heureux d'avoir cette expérience installée dans l'ISS, et de voir comment le nouveau matériau se comporte dans l'espace, », a déclaré Schadler. « En laboratoire, le taux d'usure du matériau est inférieur de quatre ordres de grandeur à celui du PTFE pur, ce qui signifie qu'il est considérablement plus résistant à l'usure. Tout aussi important, ces avancées n'augmentent pas le coefficient de frottement du matériau, ce qui signifie que l'augmentation de la durabilité ne se fera pas au détriment de la création de friction supplémentaire.

Fixé à la gare, qui voyage vers 27, 700 km/h, l'échantillon nanocomposite sera exposé à un rayonnement ultraviolet, et des températures allant de -40 degrés à 60 degrés Celsius. Le nanocomposite sera monté sur un tribomètre, développé par Sawyer, qui mesurera le frottement de la surface du matériau. Un échantillon témoin du matériau, protégé dans une chambre à vide dans le PEC, sera également testé. L'appareil enverra des données en temps réel au laboratoire de l'ISS, qui à son tour sera transmis à l'équipe de recherche.

Le deuxième ensemble de nanomatériaux à être lancé dans l'espace sont des nanocomposites polymères conducteurs. Lors du chargement des tribomètres dans le PEC pour le voyage dans l'espace, l'occasion s'est présentée de tester également la conductivité du polyamideimide chargé de nanotubes de carbone et des polymères cristallins liquides en fonction de l'exposition spatiale. Les composites conducteurs, développé par Schadler et l'ancien chercheur postdoctoral de Rensselaer Justin Bult – qui est maintenant chercheur au U.S. Department of Energy National Renewable Energy Laboratory – devait être développé en moins d'une semaine.

« Greg est au sommet de son art, et c'est merveilleux de voir les domaines de recherche auxquels il a été initié en tant qu'étudiant ici à Rensselaer évoluer vers un domaine aussi important, expérience de grande envergure dans la Station spatiale internationale, », a déclaré Blanchet. "Le fait qu'il collabore avec les chercheurs de Rensselaer le rend encore meilleur."

Les expériences sur les nanocomposites de Schadler et Blanchet sont le deuxième projet Rensselaer à être lancé dans l'espace cette année. En août, un système expérimental de transfert de chaleur conçu par les professeurs Rensselaer Joel Plawsky et Peter Wayner a été transporté vers l'ISS à bord de la navette spatiale Discovery. Le projet, appelée bulle de vapeur contrainte (CVB), restera installé dans l'ISS jusqu'à trois ans. L'expérience pourrait fournir des informations fondamentales importantes sur la nature des opérations de transfert de chaleur et de masse qui impliquent un changement de phase, comme l'évaporation, condensation, et bouillante, ainsi que des données d'ingénierie qui pourraient conduire au développement de nouveaux systèmes de refroidissement pour les engins spatiaux et les appareils électroniques.

Source :Rensselaer Polytechnic Institute (actualité :web)