Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Université de l'Illinois et de l'Université des sciences et technologies du Missouri ont modélisé une méthode pour manipuler les nanoparticules comme mode de propulsion alternatif pour de minuscules engins spatiaux nécessitant de très faibles niveaux de poussée.

L'équipe a simulé un système qui utilise la lumière pour générer un champ électromagnétique. Des nanoparticules neutres faites de verre ou d'un autre matériau isolant plutôt que conducteur de charges électriques sont utilisées. Les nanoparticules se polarisent. Toutes les charges positives sont déplacées dans la direction du champ et les charges négatives se déplacent dans la direction opposée. Il crée un champ électrique interne qui produit une force pour déplacer les particules d'un réservoir, canalisé par un injecteur, puis tiré d'un accélérateur pour produire une poussée.

L'étude, cela a été environ huit ans dans la fabrication, a montré analytiquement que la technique peut fonctionner, et les paramètres suggérés pour le succès.

"Le défi est de choisir la bonne permittivité du milieu, le bon montant de frais, où tout cela se passe, " a déclaré Joshua Rovey, professeur agrégé au Département de génie aérospatial du Grainger College of Engineering de l'U of I. « Vous devez choisir les bons matériaux pour les nanoparticules elles-mêmes ainsi que le matériau entourant les nanoparticules lorsqu'elles se déplacent à travers la structure. »

La technique est basée sur un domaine de la physique appelé plasmonique qui étudie comment la lumière optique ou les ondes électromagnétiques optiques, interagir avec des structures nanométriques, comme une barre ou un prisme.

Rovey a expliqué quand la lumière frappe la structure à l'échelle nanométrique, une interaction résonnante se produit. Il crée de forts champs électromagnétiques juste à côté de cette structure. Et ces champs électromagnétiques peuvent manipuler les particules en appliquant des forces aux particules nanométriques qui se trouvent à proximité de ces structures. L'étude s'est concentrée sur la façon d'introduire les nanoparticules dans la structure de l'accélérateur, ou injecteur et comment les angles des plaques dans l'injecteur affectent les forces sur ces nanoparticules.

"L'un des principaux facteurs de motivation du concept était l'absence ou l'absence d'alimentation électrique dans l'espace, " Rovey a dit. " Si nous pouvons juste exploiter le soleil directement, faire briller le soleil directement sur les nanostructures elles-mêmes, il n'y a pas besoin d'une alimentation électrique ou d'un panneau solaire pour fournir de l'énergie."

Rovey a déclaré que cette étude était une simulation numérique. La prochaine étape sera de créer des structures à l'échelle nanométrique en laboratoire, charger ensuite dans le système, appliquer une source lumineuse, et observez comment les nanoparticules se déplacent.