NASA fördert 3D-Druckforschung für Weltraummissionen

TALLAHASSEE / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Florida A&M University-Florida State University (FAMU-FSU) hat von der NASA einen bedeutenden Zuschuss in Höhe von 5 Millionen US-Dollar erhalten, um die Entwicklung von Verbundmaterialien und Fertigungssystemen für zukünftige Weltraummissionen voranzutreiben.

Die FAMU-FSU College of Engineering hat einen bedeutenden Schritt in der Raumfahrttechnologie gemacht, indem sie einen 5-Millionen-Dollar-Zuschuss von der NASA erhalten hat. Dieser Zuschuss soll die Entwicklung von Verbundmaterialien und Fertigungssystemen für zukünftige Weltraummissionen unterstützen. Unter der Leitung von Professor Subramanian Ramakrishnan arbeitet ein Team aus Wissenschaftlern der FSU, des Goddard Space Flight Centers und der FAMU an der Integration von Sensormaterialien und Elektroden in ein einstufiges System, um die Effizienz der Fertigung und die Qualität der Geräte zu verbessern. Die Vorstellung, während einer Weltraummission Sensoren, Strahlungsschilde oder sogar funktionale Gewebe drucken zu können, könnte das Paradigma der Weltraumforschung grundlegend verändern und Missionen nachhaltiger und anpassungsfähiger an unvorhergesehene Herausforderungen machen. Die Forscher arbeiten mit einer Vielzahl von Materialien, darunter 2D-Materialien wie MXene sowie metallische und halbleitende Nanopartikel. Diese Tinten sind so konzipiert, dass sie in verschiedene Komponenten wie Sensoren, Antennen, Strahlungsschilde und flexible elektronische Schaltkreise 3D-gedruckt werden können. Ziel ist es, Astronauten die Möglichkeit zu geben, das zu produzieren, was sie benötigen, ohne vollständig auf von der Erde gelieferte Vorräte angewiesen zu sein. Ein weiterer spannender Aspekt der Forschung ist die Nutzung von Materialien, die auf anderen Planeten gefunden werden. Durch die Umwandlung von Mond- und Marsboden in Tinten für den 3D-Druck hoffen die Forscher, funktionale Strukturen direkt auf dem Mars oder dem Mond zu schaffen, was die Abhängigkeit von erdbasierten Ressourcen verringern und langfristige Missionen nachhaltiger machen könnte. Ein Teil ihrer Arbeit besteht darin, eine Technik namens elektrohydrodynamisches (EHD) Drucken zu verfeinern, die elektrische Felder verwendet, um Nanopartikel präzise zu drucken. In Kombination mit der Laserhärtung soll dieser Prozess die Fertigung beschleunigen, insbesondere für Aufgaben an Bord der Internationalen Raumstation (ISS), wo Effizienz entscheidend ist. Neben dem NASA-Zuschuss leitet Ramakrishnan ein separates Projekt, das durch einen Zuschuss der National Science Foundation (NSF) in Höhe von 700.000 US-Dollar finanziert wird. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Erweiterung der 3D-Druckfähigkeiten durch die Anschaffung eines nScrypt 6-Achsen-3D-Drucksystems an der FAMU. Das System ist darauf ausgelegt, komplexe Strukturen auf gekrümmten Oberflächen zu produzieren, was potenzielle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in medizinischen Geräten hat. Ein weiterer Aspekt der Forschung ist das Studium des Wachstums und der Interaktion menschlicher Zellen in Mikrogravitationsumgebungen. Co-Direktor und Assistenzprofessor Jamel Ali leitet die Bemühungen, das Verhalten von 3D-gedruckten Geweben im Weltraum zu untersuchen, mit dem Ziel, die therapeutische Zellexpansion und die regenerative Medizin zu verbessern. Alis Forschungsteam arbeitet mit Forschern der Mayo Clinic in Jacksonville zusammen, die mit dem Kennedy Space Center der NASA an verwandten Projekten arbeiten. Die Ergebnisse dieser Projekte könnten über die Weltraumforschung hinausgehen. Technologien, die durch diese Initiativen entwickelt werden, darunter Sensoren, Gewebe und andere Materialien, könnten breitere Anwendungen in der Biomedizin, Materialwissenschaft und anderen Bereichen finden, die fortschrittliche Fertigungstechniken erfordern.

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