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沐鸣测速地址美国军方资助的智能织物在国际空间站上收集灰尘


美国麻省理工学院陆军士兵纳米技术研究所的研究人员开发了一种对振动非常敏感的声学纤维,沐鸣测速地址它可以探测到来自高速太空微粒的微小冲击。这些织物的一个更实际的应用可以用于爆炸探测,未来还可以作为定向探测枪声的灵敏麦克风。

研究人员说,这种织物系统包含热拉伸振动敏感纤维,能够将机械振动能量转化为电能。当微流星体或其他太空碎片击中织物时,织物就会振动,声波纤维就会产生电信号。

James Burgess是陆军研究实验室DECOM的项目经理,他说:“这是利用纳米科学进行连接物理和数字领域的技术开发的一个绝妙例子。”“提供来自基础科学的革命性方法一直是我们的主要优先事项之一,使用纤维传感器作为系统的关键构建模块从太空尘埃中收集数据的机会真的令人兴奋。”

美国陆军在2002年建立了ISN系统,沐鸣测试速作为一个跨学科研究中心,致力于提高士兵和士兵支持平台和系统的保护、生存能力和任务能力。这种声学纤维是通过ISN项目开发的,该项目旨在为士兵制服和战斗装备制造下一代纤维和织物,可以检测各种生理参数,如心率和呼吸,以及外部声音,如枪声和爆炸声。

“传统的望远镜利用光来了解遥远的物体;这种织物利用空间尘埃分析来了解空间,”麻省理工学院材料科学和电子工程教授约尔·芬克博士说。“这是一个很好的例子,说明项目如何让我们对机会做出高度反应,并应对远远超出我们最初想象的挑战。”

作为研究的一部分,项目负责人朱莉安娜·切斯顿(Juliana Cherston)应用了ISN技术的另一项技术:激光诱导粒子冲击测试阵列(laser induced particle impact test array),该技术利用激光将微小粒子加速到超音速甚至高超音速。这使得研究人员能够对它们对目标材料的影响进行成像和分析,从而证明织物系统能够精确测量每秒数百米运动的小颗粒的脉冲。

科学家们现在正在使用ISN设备来测试声学结构对微粒子撞击的敏感度,这些微粒子的运动学与某些高速太空尘埃的运动学类似。与此同时,研究人员正在确定纤维传感器对国际空间站近地轨道恶劣环境的弹性。

在首次发射中,研究小组与日本宇宙航空研究开发机构(Jaxa)和日本太空BD公司合作,将一个长10厘米、宽10厘米的高科技织物样本发送到国际空间站(如下图所示),并将其安装在一面外墙上,暴露在严酷的太空环境中。布料样本目前没有动力,将留在轨道实验室一年,以确定这些材料能否在近地轨道的恶劣环境中生存。

麻省理工学院陆军士兵纳米技术研究所的研究人员开发了一种声学织物,沐鸣测速地址目前正在国际空间站进行测试。这种织物可用于开发太空尘埃望远镜,并让宇航员通过加压服感受。

麻省理工学院电子研究实验室和材料科学与工程系的博士后魏燕博士说:“我们在麻省理工学院的研究小组已经开发了超过20年的热拉多材料纤维。”“这些声学纤维的特殊之处在于它们对机械振动极其敏感。该织物已经展示了地面设备,可以检测和测量影响,无论空间灰尘冲击织物表面的位置。”

国际空间站的白色表面由一种名为贝塔布(Beta cloth)的保护性织物材料构成,这是一种聚四氟乙烯浸渍的玻璃纤维,旨在保护宇宙飞船和宇航服不受地球表面250英里以上高空恶劣环境的影响。

该研究小组认为,这种声学结构可以制造出大面积的结构,精确测量以每秒公里速度运动的微流星体和太空碎片对航天器的冲击。这种智能面料还可以帮助宇航员通过加压宇航服获得触觉。加压宇航服可以提供来自宇航服外部的感官数据,然后将这些数据映射到穿着者皮肤上的触觉致动器。

一年后,这些样本将返回地球进行飞行后分析。在一年的热循环之后,研究人员将测量原子氧的侵蚀、紫外线辐射的变色以及纤维传感器性能的变化。

切斯顿总结道:“既然我们已经将这些材料送往太空,那么这项技术肯定非常成熟,这很容易做出假设。”“事实上,我们正在利用空间环境来补充我们重要的地面测试工作。我们的重点是提高它们对太空环境的弹性。”