FAMU-FSU entwickelt 3D-Drucktechnologien für die Raumfahrt

TALLAHASSEE / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die FAMU-FSU College of Engineering hat von der NASA einen bedeutenden Zuschuss in Höhe von 5 Millionen US-Dollar erhalten, um die Entwicklung von 3D-Drucktechnologien für die Raumfahrt voranzutreiben.

Die FAMU-FSU College of Engineering hat einen bedeutenden Schritt in der Entwicklung von 3D-Drucktechnologien für die Raumfahrt gemacht. Mit einem Zuschuss von 5 Millionen US-Dollar von der NASA sollen fortschrittliche Verbundmaterialien und Fertigungstechnologien entwickelt werden, die für zukünftige Weltraummissionen von entscheidender Bedeutung sind. Professor Subramanian Ramakrishnan, der an der Fakultät für Chemie- und Biomedizintechnik tätig ist, betont die transformative Kraft dieser Technologien. “Stellen Sie sich vor, während einer Weltraummission könnten Sensoren, Strahlungsschilde oder sogar funktionale Gewebe gedruckt werden, während die Mission fortschreitet”, erklärt er. Diese Fähigkeit könnte das Paradigma der Weltraumforschung verändern, indem sie Missionen nachhaltiger und anpassungsfähiger an unvorhergesehene Herausforderungen macht.

Der NASA-Zuschuss wurde an Forscher von sieben Institutionen vergeben, wobei die Florida A&M University den Zuschuss im Namen des FAMU-FSU College of Engineering verwaltet. Die Forscher arbeiten mit Fakultätsmitgliedern der Florida State University zusammen, darunter Richard Liang und Emily Pritchard, sowie mit Satyanarayan Dev von der FAMU und Margaret Samuels vom Goddard Space Flight Center. Jeder von ihnen bringt Fachwissen in der Entwicklung eines Systems ein, das präzise Sensorenmuster in einem einzigen Schritt produzieren kann.

Das Team von Ramakrishnan konzentriert sich hauptsächlich auf die Schaffung innovativer Materialien. Sie entwickeln einzigartige 2D-Materialien namens MXene sowie metallische und halbleitende Nanopartikel, um spezielle Tinten für den 3D-Druck im Weltraum zu entwickeln. Diese fortschrittlichen Tinten werden verwendet, um alles von Sensoren, die Gase und Belastungen erkennen, bis hin zu Antennen, Strahlenschutz und flexiblen elektronischen Schaltungen zu drucken. Sie sind besonders wichtig für 3D-gedruckte Materialien, die bei Weltraummissionen eingesetzt werden.

Die Herstellung im Weltraum (In-Space Manufacturing, ISM) zielt darauf ab, die Art und Weise zu verändern, wie wir Komponenten für den Weltraum herstellen. Die Vision ist es, Astronauten zu befähigen, das zu produzieren, was sie im Orbit benötigen, wodurch Missionen nachhaltiger und effizienter werden, anstatt auf Materialien und Werkzeuge von der Erde angewiesen zu sein.

Ramakrishnans Gruppe plant, Mond- und Marsboden, auch bekannt als Regolith, zu nutzen, um spezielle Tinten zu schaffen, die in funktionale Strukturen für zukünftige Missionen zum Mars und zum Mond gedruckt werden können. Diese Materialien haben außergewöhnliche strukturelle, physikalische und chemische Eigenschaften, die sie perfekt für verschiedene Anwendungen machen, einschließlich Energiespeicherung, Sensoren, Optoelektronik und sogar biomedizinische Anwendungen.

Zusätzlich zu dem NASA-Zuschuss leitet Ramakrishnan ein Projekt, das durch einen Zuschuss von 700.000 US-Dollar von der National Science Foundation unterstützt wird, um den Kauf von Spezialgeräten für den 3D-Druck auf gekrümmten Oberflächen zu unterstützen. Die Florida A&M University hat ein fortschrittliches nScrypt 6-Achsen-3D-Drucksystem erworben, das komplexe Designs erstellen kann, die auf verschiedene Formen zugeschnitten sind, insbesondere für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik.

Co-Direktor und Assistenzprofessor Jamel Ali von der Fakultät für Chemie- und Biomedizintechnik der Hochschule leitet Forschungsbemühungen, um zu verstehen, wie sich menschliche Zellen in Mikrogravitationsumgebungen, wie sie auf dem Mond und Mars zu finden sind, selbst organisieren. Seine Gruppe untersucht das Verhalten von 3D-gedruckten Geweben im Weltraum, um die therapeutische Zellausdehnung und regenerative Medizin zu verbessern.

Die potenziellen Ergebnisse der Forschung gehen weit über NASA-Missionen hinaus. Die neuartigen Sensoren, Gewebe und Organe, die entwickelt wurden, könnten Bereiche wie Biomedizin und Materialwissenschaften revolutionieren und Lösungen bieten, die drängende Gesundheitsprobleme angehen und zur Weiterentwicklung der Technologie in verschiedenen Sektoren beitragen.

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