研究人员为空间结构创造了新型的自我修复材料亚博网站下载

在航空航天应用中亚博网站下载使用的某些材料,如聚合物,可以在长时间暴露于外部空间中发现的紫外线辐射,原子氧和极端温度循环时侵蚀和降解。

原子氧气和紫外线辐射组合作用对安装在国际空间站前缘的硬聚合物样品上的侵蚀作用。图像信用:伊利诺伊大学。

轨道宇宙飞船,如国际空间站,每小时约18,000英里的旅行,微象性和其他空间碎片对聚合物及其复合材料制成的轻质空间结构的完整性造成严重威胁。

各种实验室伊利诺伊大学Urbana-Champaign合作解决这个问题,并采用由专门设计的微粒和纳米粒子制成的自我修复材料,为空间结构提供更耐用的解决方案。亚博网站下载yabo214首先,这些自我修复材料被送入轨道以进行ISS国家实验室的测试。亚博网站下载

我们使用亚博网站下载的材料是新型纳米复合材料,基于热固性的聚碳戊胺(PDCPD)-Matrix与自愈合组分混合,与在高压釜内需要数天的传统热固性聚合物相比,可以在几分钟内固化。

伊利诺伊州Urbana-Champaign大学航空航天工程系博士线DAS,博士后学者

此外,这些基于PDCPD的基础材料可用于加入制造技术,具有快亚博网站下载速制造或修理它们在太空中的零件的潜力,“添加了DAS。

用于科学研究的空军办公室和ISS国家实验室的财务支持教授Nancy Sottos和Ioannis Chasiotis创建可以在ISS上面对三种不同方向安装的样本。在旅行方向上,在ISS的每一侧都经受不同量的紫外线辐射和原子氧 - RAM的条件;Zenith,面对远离地球;并唤醒,在尾随方向。

在太空中进行实验非常昂贵;因此,研究人员在铅笔顶部的橡皮擦大小的样品中创造了样品。将总共​​27个样品固定在三个板上,每个样品测量一英寸正方形。通过每个样本的窗口实现对空间环境的暴露。

Eric Alpine,Aerospace Guarlatuber和AE教师Michael Lembeck在Talbot实验室中使用了他们的设施,分析样品中的挥发性含量暴露于空间。研究人员在高真空下在176°F下烘焙样品24小时,以模拟加速空间条件。所有样品的质量损失在美国国家航空航天局允许的可接受的限度内。

Kelly Chang,材料科亚博网站下载学和工程亚博老虎机网登录博士生和博士后学者Carank Garg,在贝克曼研究所的自治材料系统集团中,创造了自我愈合的方法并制造了所有的样品。

基于Chasiotis教授的ISS的先前实验,我们知道在所有样品中嵌入玻璃纳米颗粒将改善耐受抗性。yabo214在Nancy Sottos教授集团中,我们一直在尝试更积极的机制来抵抗侵蚀损坏。

凯利昌,博士生,材料科学与工程,贝克曼研究所亚博网站下载亚博老虎机网登录

我们嵌入微胶囊,当空间内的原子氧气破裂胶囊时,持有触发的活性材料,并允许这些胶囊的液亚博网站下载体反应,“添加了张。

Chang进一步指出,存在不含胶囊的样品,并且它将用作稍后的实验的控制。样品还含有标准的航空航天级环氧树脂以进行比较。

根据DAS的说法,这些自愈聚合物在太空中的成功将是外层空间制造的一个很大的提升。“这是一个长期的目标,在太空中制造,“ 他加了。

如果我们的假设使这些新颖的材料抵抗更长时期的抗蚀剂,而与环氧基材料的展亚博网站下载台相比,我们将为空间的环氧主导市场以及基于地球应用的替代方案。

Mayank Garg,博士后学者,自治材料系统集团,贝克曼研究所亚博网站下载

来源:https://aerospace.illinois.edu/

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