Los investigadores están diseñando sensores de plasma impresos en 3D para predecir el clima y estudiar el cambio climático.
Investigadores del MIT han desarrollado el primer sensor de plasma del mundo fabricado completamente digitalmente para aplicaciones satelitales. También conocidos como analizadores de potencial de retardo (RPA), estos sensores de plasma se utilizan en satélites para determinar la composición química y la distribución de energía iónica en la atmósfera.
Estos sensores impresos en 3D se fabrican en una sala limpia, lo que los hace económicos y fáciles de fabricar, lo que los hace ideales para CubeSats. Estos RPA están diseñados con un material de vitrocerámica, lo que los hace más duraderos que los sensores tradicionales, que generalmente están hechos de materiales como el silicio y películas delgadas. El uso de vitrocerámica como material de impresión 3D permitió la formación de formas complejas y la capacidad de soportar las fluctuaciones de temperatura de la órbita terrestre baja.
Los sensores contienen una serie de mallas cargadas eléctricamente plagadas de pequeños agujeros que permiten el paso de los iones presentes en el plasma. Estos iones generan una corriente eléctrica que el sensor mide y analiza. Los científicos registran estos datos para predecir los cambios atmosféricos.
Por lo tanto, el material utilizado debe tener propiedades eléctricamente inductivas y ser capaz de soportar cambios drásticos de temperatura. Los investigadores utilizaron un material de vitrocerámica imprimible que exhibe estas propiedades, conocido como Vitrolite. Vitrolite suele soportar hasta 800 grados centígrados, mientras que su polímero no puede soportar más de 400 grados centígrados de temperatura.
El proceso de fabricación se basa en la polimerización en cuba, en la que la estructura se construye por capas. Cada capa tiene un grosor de 100 micras, lo que permite la creación de formas complejas. Según Velásquez-García, este trabajo de alta precisión podría habilitar sensores impresos en 3D para aplicaciones en investigación de energía de fusión o vuelo supersónico. El rápido proceso de creación de prototipos también podría permitir innovaciones de vanguardia en tecnología espacial y mejorar la tecnología de fabricación. Velásquez-García también quiere explorar el uso de la IA para optimizar el diseño y mejorar los productos.
