利用LabSmith設(shè)備在國際空間站上研究微粒子

國際空間站（ISS）是一個(gè)獨(dú)特的研究試驗(yàn)臺(tái)。由路易斯維爾大學(xué) JB Speed 工程學(xué)院副教授 Stuart Williams博士指導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個(gè)將受益于國際空間站微重力的項(xiàng)目。該團(tuán)隊(duì)將研究將微顆粒保持在懸浮狀態(tài)的方法--LabSmith uProcess 微流控組件和同步視頻顯微鏡將是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵部分。

研究微重力下的微粒

缺乏顯著 zeta 電位的微粒容易聚集或結(jié)晶。然而，研究表明，帶電的納米粒子可以作為一種屏障，排斥電荷可忽略不計(jì)的微粒子。問題在于，這種微弱的相互作用很難在正常重力條件下進(jìn)行研究，因?yàn)槲㈩w粒往往會(huì)很快脫離懸浮液而無法進(jìn)行研究。

在國際空間站上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)

國際空間站為研究膠體提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)，因?yàn)樵谖⒅亓顟B(tài)下，粒子懸浮的時(shí)間更長。盡管納米粒子太小，無法在顯微鏡下觀察，但微?？梢员３謶腋顟B(tài)并觀察，因此可以推斷出相互作用。

然而，國際空間站帶來了一系列挑戰(zhàn)。任何實(shí)驗(yàn)都須遵守狹小的空間和電力限制，而且須能夠在斷斷續(xù)續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)連接下運(yùn)行。宇航員的時(shí)間是非常寶貴的，因此研究人員對(duì)宇航員的要求通常不能超過安裝實(shí)驗(yàn)或簡單地打開實(shí)驗(yàn)。

LabSmith 產(chǎn)品滿足各種要求

LabSmith uProcess 組件使 Williams 團(tuán)隊(duì)能夠開發(fā)出滿足這些不同要求的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)將包括多個(gè) LabSmith 注射泵和自動(dòng)閥以及 SVM 倒置熒光顯微鏡。Williams 說，這些組件非常緊湊，耗電量很小。由于這些設(shè)備由一個(gè)強(qiáng)大的通用平臺(tái)控制，因此可以在地面上操作實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面。“Williams說："想象一下，我們?cè)噲D建造一些東西，與外部設(shè)備集成，順便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和控制。“uProcess系統(tǒng)解決了工程設(shè)計(jì)方面的問題，讓我們專注于科學(xué)研究。

在項(xiàng)目期間，地面團(tuán)隊(duì)將啟動(dòng)程序來控制流體流動(dòng)和操縱電場。由于國際空間站繞地球飛行時(shí)數(shù)據(jù)連接經(jīng)常中斷，因此每個(gè)程序都必須能夠自行啟動(dòng)和停止。為了提供高可靠性，即使在狹小的空間內(nèi)也將包括冗余注射泵和閥門。

通過這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，研究小組希望開發(fā)出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以更好地描述帶電納米粒子與微粒子的相互作用。他們還希望，通過操縱電場，可以在一定程度上控制粒子的組裝方式。

Williams博士及其團(tuán)隊(duì)的研究將為未來一系列領(lǐng)域的研究鋪平道路。LabSmith 很榮幸能幫助他們實(shí)現(xiàn)天基研究。