Designet til rumrejser, ny enhed kan indsamle, analysere væske, når den passerer planeter

En kemiker ved University of Texas i Arlington har konstrueret en enhed, der er i stand til at opsamle dråber af væske, når den rejser gennem rummet, og analysere deres indhold for forhold, der understøtter liv.

Purnendu "Sandy" Dasgupta, Hamish Small Chair i ionanalyse ved Institut for Kemi og Biokemi og adjungeret professor ved afdelingerne for Fysik og Elektroteknik, skabt en instrumentplatform kaldet åben-tubulær kromatografi til at detektere og adskille ioner.

Dasguptas nye metode, designet til rumfart, bruger små mængder flydende prøver injiceret i rør, der er en fjerdedel af diameteren af ​​det fineste menneskehår. Han sagde, at hans instrument kan analysere og præsentere resultater på en enkelt dråbe væske, mens han flyver gennem eller ved atmosfæren på andre planeter og måner.

"Der er grundlæggende inkompatibiliteter mellem, hvordan man måler nøgleioner i et jordbundet laboratorium, og hvad NASA har brug for, at vi gør i rummet, " sagde Dasgupta. "Vi var nødt til at udtænke en metode til at opdage og adskille ioner, der bruger meget lidt strøm og ikke fylder for meget. Hver lille smule vægt, volumen og strøm er dyrt, når du rejser til en anden planet."

Projektet blev støttet med næsten 1 million dollars fra NASA gennem et planetarisk instrument koncepter til fremme af solsystemobservationer, eller PICASSO, give. Dasgupta har modtaget yderligere $1,4 millioner modning af instrumenter til udforskning af solsystem, eller MatISSE, bevilling fra NASA til fortsat at styrke instrumenteringen og bevise, at den kan modstå de barske forhold og lange rejsetider ved rumudforskning.

"MatISSE-fasen fokuserer mere på konstruktion og påvisning af udstyrets robusthed og handler mindre om muligheden for ny opdagelse end i PICASSO-fasen, " sagde Dasgupta. "Men det er ikke desto mindre vigtigt. Vi skal sikre, at instrumentet kan nå et sted efter en rejse på flere måneder eller år og stadig fungere, hvis vi ønsker, at det skal indtage en værdifuld plads på et rumfartøj."

Mens der er et øjeblikkeligt fokus på Mars til udforskning, Dasgupta sagde, at den åbne-rørformede kromatograf har potentialet til analyse på steder, der kræver fem eller flere års rejse for at nå.

Morteza Khaledi, dekan for UTA College of Science, sagde Dasguptas evne til at udvikle teknologi, der modstår de fjendtlige miljøer i rummet, er en imponerende bedrift.

"For at miniaturisere det åbne-rørformede kromatografisystem i denne grad, Sandy måtte udtænke innovative tekniske og analytiske teknikker, der ikke kun har potentiale for vigtige opdagelser uden for vores planet, men også implikationer for at revolutionere den måde, vi udfører denne form for videnskab på på Jorden, " sagde Khaledi. "Jeg bifalder Sandy for den måde, han når på tværs af grænser for at besvare spørgsmål og takke ham for hans visionære arbejde."

Dasguptas forskningsportefølje viser hans ekspertise inden for kromatografi og hans evne til at løse komplekse problemer, sagde Duane Dimos, næstformand for forskning.

"Sandys forskning er i sig selv formåls- og resultatdrevet, " sagde Dimos. "UTA har en fornem historie med at arbejde med NASA, og Sandy fortsætter denne tradition ved at skabe et vigtigt værktøj, der kan hjælpe med at besvare et af vores største langvarige spørgsmål. Han og hans hold af studerende repræsenterer en unik måde at tænke tværfagligt på for at overvinde forhindringer. Jeg er taknemmelig for at se dem bidrage mægtigt til NASAs mission, mens de forbedrer stipendiet ved UTA."

Dasgupta har modtaget adskillige nationale og internationale hædersbevisninger for sit arbejde i de seneste år, som at tjene Talanta-medaljen og blive kåret til magtlisten af ​​The Analytical Scientist Magazine. Han blev udvalgt som 2018 Distinguished Texas Scientist af Texas Academy of Science og modtageren af ​​2018 American Chemical Society's Division of Analytical Chemistry Chemical Instrumentation Award.

For nylig, en af ​​hans artikler blev identificeret som en af ​​de 10 mest indflydelsesrige artikler udgivet i 2018. Det er andet år i træk, han har modtaget denne hæder.

Dasgupta sagde, at hans præstationer ikke ville være mulige uden UTA-studerende, der arbejder i hans laboratorium og forfølger deres egen problemløsningsforskning. Han sagde, at han er heldig, at hans jævnaldrende anerkender hans arbejde.

"Jeg er begejstret for, at jeg har været i stand til at bruge det meste af mit liv på at lege i laboratorier og besvare spørgsmål, " sagde Dasgupta. "Jeg er taknemmelig for, at folk har fundet mening nok i det til at finansiere mit arbejde og tillade mig at fortsætte med at spille. Hvad kunne være bedre?"