Il ya un certain nombre d'applications possibles des nanomatériaux dans l'espace. Pour nanopoudres d'oxyde, par exemple, l'aluminium ou le bore, qui sont revêtus de films minces de polymères (épaisseur comprise entre 20 et 300 nm) pour empêcher l'agglomération, peuvent être utilisés comme propergols solides dans les moteurs de fusée. En raison de leur plus grande surface, les nanopoudres créer plus poussée en propergol solide roquettes. L'agglomération des particules peut être évité en revêtements de polymère et l'ajout d'un stabilisateur, ce qui améliore également la manipulation des matériaux. Comment nanopoudres peuvent améliorer les systèmes d'alimentation et aider l'environnement Aussi, pour les fusées à ergols liquides, une densité de puissance accrue peut être obtenue par l'addition de nanopoudres d'hydrocarbures. Suspendu dans les solvants organiques, les nanopoudres peuvent également être utilisés pour le bi-propulseur systèmes (par exemple l'éthanol / LOX, ce qui représente une solution plus écologique que l'hydrazine / N 2 O 4). Nanopoudres sont développés dans le cadre d'un programme SBIR de la NASA en collaboration avec des sociétés différentes nanotechnologie (DWA aluminium Composites, Argonide, Sigma Technologies etc) et les entreprises aérospatiales. Les aérogels Utilisé dans les applications spatiales Les aérogels, qui consistent en un réseau 3D très poreuse de nanoparticules, offrent les avantages d'une surface interne élevée ainsi que d'une faible densité, et donc sont de bonnes options pour les applications, par exemple comme matériau d'électrode pour les condensateurs et les batteries améliorées, ou comme thermiques matériau d'isolation. Les aérogels peuvent être faites de matériaux différents, par exemple, des silicates ou de carbone. Dans l'espace, les aérogels ont déjà été utilisés comme matériau d'isolation thermique dans le Mars Rover de la mission Pathfinder, ainsi que d'un collecteur de particules dans la mission de la NASA Stardust. Un inconvénient des aérogels classiques est leur fragilité et de petits stabilité mécanique. Les développements récents montrent toutefois que les caractéristiques mécaniques des aérogels peuvent être sensiblement améliorée en utilisant des combinaisons de matériaux organiques et inorganiques (par exemple silicate / polyuréthane) sensiblement. Par conséquent, dans l'avenir, les aérogels peuvent trouver des applications tant à haute résistance, matériau de la structure ultra-léger dans l'espace. Applications Industrie Potentiel de Hard et Soft nanomatériaux magnétiques Nanocomposites magnétiques nanométriques consistent cristallites magnétiques dans une matrice amorphe ou cristalline (par exemple des polymères ou des silicates). Mous et durs magnétiques (resp faible. Coercivité élevée) nanomatériaux peuvent être obtenues. Matériaux magnétiques doux sont adaptés pour les transformateurs et inductances dans les composants électroniques, tandis que matériaux magnétiques durs possèdent des potentiels d'application dans le stockage d'énergie, les mémoires de données et la technologie des capteurs. Avec les matériaux nanostructurés, les paramètres physiques tels que la coercivité peuvent être ajustés de façon sélective, ce qui ouvre de nouvelles applications. Exemples de nanocomposites magnétiques sont des polymères ou SiO 2 nanoparticules revêtues de cobalt, qui peuvent être produites économiquement via un procédé chimique humide. Ces nanocomposites possèdent une plus grande perméabilité, température de Curie et la résistance électrique que les matériaux classiques de ferrite en raison d'effets quantiques de couplage entre nanoparticules voisins. Un autre exemple est polyimide revêtu de nanoparticules Fe, qui peuvent être fabriqués par moulage par compression de poudres de fer et de polyimide échelle nanométrique, et possèdent des TMR (tunnel de résistance magnéto) propriétés. Avantages de l'utilisation nanocomposites magnétiques Les avantages des composites thèses sont une sensibilité accrue pour détecter les changements du champ magnétique et une gamme plus élevée température de travail, qui pourrait être utilisé pour le développement des antennes micro-ondes miniaturisés et économes en énergie, inductances, capteurs ou des mémoires de données pour des applications spatiales. A l'heure actuelle, différents projets de recherche dans le cadre du programme (Small Business Innovation Research) SBIR de la NASA et aussi un projet conjoint du BMBF exister dans ce contexte. "Intelligents" nanomatériaux qui avez lecture des propriétés A l'heure actuelle, une application encore assez visionnaire de la nanotechnologie moléculaire est la production de matériaux "intelligents" avec des propriétés intrinsèques de détection, programmable caractéristiques optiques, thermiques et mécaniques, voire d'auto-guérison des propriétés. Les premières approches en ce sens ont été réalisés, par exemple sous forme de nanocomposites, composé de polymères conjugués dans une matrice de silicate nanostructurés, qui change la couleur à l'égard de mécanique, chimique ou thermique. Appliquée comme revêtement pour les matériaux de construction, les dommages mécaniques ou de corrosion, ainsi que les changements de la température critique a pu être détecté rapidement et économiquement. Matériaux biomimétiques qui utilisent la nanotechnologie moléculaire pour atteindre l'auto-organisation, auto-guérison et d'auto-réplication À long terme et visionnaire conceptions nanotechnologiques, cependant, vont bien au-delà de ces premières approches. Ceci s'applique en particulier au développement de matériaux biomimétiques avec la capacité d'auto-organisation, d'auto-guérison et d'auto-réplication à l'aide de la nanotechnologie moléculaire. Un objectif ici est la combinaison de matériaux synthétiques et biologiques, des architectures et des systèmes, respectivement, l'imitation des processus biologiques pour des applications technologiques. Ce domaine de la nanobiotechnologie est actuellement encore à l'état de la recherche fondamentale, mais est considéré comme l'un des domaines de recherche les plus prometteurs pour l'avenir. NASA La recherche sur les nanomatériaux à l'Institut des matériaux biologiquement Inspiré En raison du potentiel d'innovation élevé postulé pour la technologie spatiale, la NASA investit une partie importante de son budget nanotechnologie dans ce domaine de la recherche fondamentale. Par exemple, la NASA à l'heure actuelle établit l'Institut des matériaux biologiquement Inspiré, avec différents instituts de recherche universitaire, par exemple Princeton Université en tant que participants. Cet institut est financé pour une période de 10 ans, avec chaque année 3 millions $, et sa tâche principale est de transférer des inventions de base pour le développement de matériaux avec des extraordinaires propriétés mécaniques et d'auto-guérison, comme celles de certains matériaux biologiques tels que des coquillages ou des os. |