På jagt efter stabile væsker

De fleste væsker er i suspension. Partikler, der er for små til at se med det blotte øje, hvirvler overalt, når tyngdekraften og temperaturændringer flytter dem rundt. At forhindre væsker i at adskille kan være besværligt for de fødevarer, vi køber i supermarkedet, men også for den farmaceutiske industri, der søger at forlænge holdbarheden af ​​medicin så længe som muligt.

Separerende væskeblandinger kan også bruges til at slippe af med forurenende stoffer, eller for at indsamle næringsstoffer, som at øse et lag fløde af toppen af ​​mælken. At forstå karakteren af ​​blandings- og afblandingsprocessen i komplekse væsker er vigtig for praktiske anvendelser på Jorden, såvel som at behandle væsker i fravær af tyngdekraft, mens menneskeheden udforsker solsystemet.

For at forstå processen mere detaljeret, ESA har startet projektet Technologies for Non-Equilibrium Systems (TechNES) i samarbejde med tysk-baserede NanoTemper Technologies.

Et internationalt forskerhold, koordineret af universitetet i Milano i Italien, vil arbejde sammen med NanoTemper Technologies for at undersøge adfærden af ​​komplekse væsker i rummet, med fokus på udvikling af nye teknologier til farmaceutiske og biomedicinske områder.

Projektet bygger på over to årtiers erfaring med at studere væsker på ESA's gravitationsforskningsplatforme såsom Foton M3-kapslen og den internationale rumstation. Forskningsgrupper fra universitetet i Milano, Universitetet i Pau og Adour-regionen i Frankrig, University of Bayreuth, Tyskland, og Complutense University of Madrid, Spanien udvikler nye eksperimenter som en del af TechNES, der skal køres på den internationale rumstation.

Suspenderede væsker

Væskerne af interesse er suspensioner af kolloider, polymeropløsninger og proteinopløsninger. Disse er væsker med små partikler suspenderet i dem. Mange væsker kan betragtes som kolloider, fra mælk til olie. Aldrig i ro, komponenterne bevæger sig kontinuerligt, påvirket af bevægelse såsom rystning og blanding, tyngdekraft og naturlig bevægelse forårsaget af temperaturudsving.

Eksperimenterne vil undersøge, hvordan komplekse naturlige og industrielt fremstillede væsker blandes sammen i nul tyngdekraft, at udvikle diagnostiske teknikker til undersøgelse af væsker, der ikke er i ligevægt. At forstå disse komplekse væsker er gavnligt for mere end blot den farmaceutiske industri, da de findes i transporten af ​​biologiske celler, i vores atmosfære og oceaner samt i industriel forarbejdning af fødevarer og kemikalier.

"Efter sidste års 20 års jubilæum for vedvarende menneskelig beboelse på den internationale rumstation, dette projekt er et godt eksempel på det internationale samarbejde og langsigtede studier, som menneskehedens vægtløse forskningslaboratorium tillader, " siger Marco Braibanti fra ESA's human spaceflight science team.

"Vi har lært så meget at studere væsker i Europas Columbus-laboratorium og væskevidenskabsfaciliteten, og nu viser kommercielle virksomheder interesse for at bringe fordele til alle på Jorden."

NanoTemper Technologies har specialiseret sig i et instrument til at studere proteinløsninger, og samarbejder i projektet om at udvikle optiske diagnostiske teknikker, der er egnede til udvikling af pålidelige proteinbaserede lægemidler.

Lægemidler baseret på proteiner såsom antistoffer har generelt højere specificitet og er mere effektive til at helbrede sygdomme med færre bivirkninger end konventionelle kemisk baserede lægemidler.

"Vores samarbejde med NanoTemper Technologies vil give os mulighed for at overføre de avancerede diagnostiske værktøjer udviklet til vores grundlæggende forskning i rummet til anvendelser af relevans i sundhedssektoren, med fordele for samfundet, " siger Alberto Vailati fra University of Milano, koordinator for TechNES internationale team.