利用LabSmith設備在國際空間站上研究微粒子

國際空間站（ISS）是一個(gè)獨特的研究試驗臺。由路易斯維爾大學(xué) JB Speed 工程學(xué)院副教授 Stuart Williams博士指導的一個(gè)團隊正在開(kāi)發(fā)一個(gè)將受益于國際空間站微重力的項目。該團隊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)驗的關(guān)鍵部分。

研究微重力下的微粒

缺乏顯著(zhù) zeta 電位的微粒容易聚集或結晶。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的微粒子。問(wèn)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，因為微顆粒往往會(huì )很快脫離懸浮液而無(wú)法進(jìn)行研究。

在國際空間站上進(jìn)行實(shí)驗的挑戰

國際空間站為研究膠體提供了一個(gè)獨特的機會(huì )，因為在微重力狀態(tài)下，粒子懸浮的時(shí)間更長(cháng)。盡管納米粒子太小，無(wú)法在顯微鏡下觀(guān)察，但微?？梢员３謶腋顟B(tài)并觀(guān)察，因此可以推斷出相互作用。

然而，國際空間站帶來(lái)了一系列挑戰。任何實(shí)驗都須遵守狹小的空間和電力限制，而且須能夠在斷斷續續的互聯(lián)網(wǎng)連接下運行。宇航員的時(shí)間是非常寶貴的，因此研究人員對宇航員的要求通常不能超過(guò)安裝實(shí)驗或簡(jiǎn)單地打開(kāi)實(shí)驗。

LabSmith 產(chǎn)品滿(mǎn)足各種要求

LabSmith uProcess 組件使 Williams 團隊能夠開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足這些不同要求的實(shí)驗。該實(shí)驗將包括多個(gè) LabSmith 注射泵和自動(dòng)閥以及 SVM 倒置熒光顯微鏡。Williams 說(shuō)，這些組件非常緊湊，耗電量很小。由于這些設備由一個(gè)強大的通用平臺控制，因此可以在地面上操作實(shí)驗的各個(gè)方面。“Williams說(shuō)："想象一下，我們試圖建造一些東西，與外部設備集成，順便實(shí)現自動(dòng)化和控制。“uProcess系統解決了工程設計方面的問(wèn)題，讓我們專(zhuān)注于科學(xué)研究。

在項目期間，地面團隊將啟動(dòng)程序來(lái)控制流體流動(dòng)和操縱電場(chǎng)。由于國際空間站繞地球飛行時(shí)數據連接經(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也將包括冗余注射泵和閥門(mén)。

通過(guò)這項實(shí)驗，研究小組希望開(kāi)發(fā)出經(jīng)驗數據，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(guò)操縱電場(chǎng)，可以在一定程度上控制粒子的組裝方式。

Williams博士及其團隊的研究將為未來(lái)一系列領(lǐng)域的研究鋪平道路。LabSmith 很榮幸能幫助他們實(shí)現天基研究。