空間實驗室孵化智能材料

材料牛注：號外！美國國際空間站實驗室最近開始接收項目了！Eric Furst教授的智能材料研究就是其中一個要上天的課題，感覺新一輪材料革命就要來了有木有！跟小編一起來感受一下吧~

特拉華大學的Eric Furst領導了最近入選國際空間站下屬的美國國家實驗室進行流體動力學研究的五個課題之一。整個空間站研究項目由空間科學發展中心（CASIS）和美國國家科學基金會（NSF）共同管理。

為推動微重力環境下的基礎科學及工程發展，NSF將為入選空間站研究的課題提供總額為150萬美元的基金支持。

Furst負責“定向場中納米顆粒自組裝的動力學研究”這一課題，該課題將使用空間站（ISS）上的設施研究受控磁場下橢圓磁顆粒的自組裝。

作為特拉華大學的化學和生物分子工程系的教授，Furst非常關注膠體材料這一領域。膠體是由無數小顆粒均勻分布在另一種物質中形成的混合物。其在生活中廣泛存在，從普通家居用品如蛋黃醬、果凍和油漆，到醫療、光伏和通信等領域的高科技應用。

Furst說：“可以使用膠體顆粒進行裝配制造的功能材料越來越多。而空間站的課題實驗將幫助我們研究如何通過調整外部場條件來控制顆粒運動和它們的組織結構，以更好地進行材料的組裝。”

“功能材料令人著迷的地方在于，它們的功能體現在某一特定方面，而在其他方面的性能很普通，”Furst說，“對我來說，作為一個科學家和工程師很酷的一面是可以向人們展示功能材料神奇的功能，但它們背后的科學原理很難簡單地解釋清楚。”

Furst說，一些最簡單的“智能材料”的功能具有可設計性。“這些材料具有一定的屈服應力，屈服應力是讓牙膏和番茄醬能夠停留在牙刷和薯條上的原因。”

“屈服應力是膠體系統的一個基礎工程性能參數，”Furst補充說。“我們正在尋找用更復雜的膠體來設計更為精妙性能的方法，同時我們也嘗試能夠通過自組裝制造這些材料的新途徑。”

在這個課題中研究的膠體材料，可以作為制造控制聲傳播和熱傳導的聲子帶隙材料，超低熱導涂層和結構色豐富的光子晶體等材料的基礎模塊。

在宣布入選課題時，NSF的Grace Wang介紹說：“在空間的微重力環境中，各個課題的研究人員將有機會研究空間中的流體動力學現象，這個過程與地球重力環境下的實驗現象有非常大的不同。這些研究可以進一步推動我們對微重力環境的科學理解，從而使所有美國人受益。”

Furst最早與ISS有關的研究工作始于2009年，當時的研究結果收錄在美國國家科學院和物理學評論委員會的會議記錄中。因為此項研究成果，Furst在2014年被授予美國宇航局特殊科學成就獎章。

獲得NSF的基金支持后，First計劃為一些媒體，特別是那些關注基礎空間研究的媒體提供課題的研究進展，以吸引公眾參與，提高公眾對科學的關注程度。

關于資金

本次項目中，CASSIS和NSF收到的課題主要集中在流體流動現象研究方面，如毛細管流動，擴散，界面行為，多相流，分離和表面張力等研究領域。

獲得該項資金的其他機構包括倫斯勒理工學院，康奈爾大學和加州大學圣巴巴拉分校。

關于空間科學發展中心(CASIS)

為了能在2020年實現國際空間站（ISS）下屬的美國國家實驗室的最大化利用，美國航天局于2011年7月設立了CASIS。CASIS致力于支持和推動創新，以維護地球健康，為人類謀福祉。

關于ISS國家實驗室

2005年，美國國會將國際空間站中的美國所屬的部分設為最新的國家實驗室，希望能最大限度地發揮空間站對改善地球生活，促進不同用戶的合作，并以此推進STEM（科學，技術，工程和數學）教育建設。空間站實驗室可供美國政府機構、其他學術和私人機構使用，空間站實驗室內提供永久微重力環境，地球低軌道優勢位置以及各種特殊的宇宙空間環境條件。

原文鏈接：UD research to use space lab for ‘smart’ material investigation。

本文由材料人編輯部龍騎士提供素材，劉育辰編譯，牛蕾審核，點我加入材料人編輯部。