El sistema de soporte vital de la estación espacial requiere la extracción de humedad, patógenos y contaminantes del aire, para evitar que se convierta en tóxico al inhalarlo. Estos sorbentes o agentes purificadores suelen perder su potencia en un plazo de tiempo limitado, por lo que es necesario sustituir periódicamente los sistemas de filtración.

 A medida que los astronautas se aventuren a explorar lugares situados más allá del sistema solar, no será posible reponer con frecuencia los suministros de la misión. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta las limitaciones de peso y espacio asociadas con el embalaje de todos los suministros necesarios para una misión de exploración a tan largo plazo.

LA SOLUCIÓN FUNDAMENTAL

La vida útil de un material absorbente depende de su superficie. Cuanto mayor sea, más durará el sistema en su función de purificación del aire. Para resolver los problemas de espacio y peso, es necesario aumentar considerablemente la superficie de los materiales absorbentes o purificadores.

LA ESENCIA DE LOS MATERIALES CUÁNTICOS

Los materiales cuánticos, en virtud de su escala nanoscópica ultrafina, poseen una superficie mucho mayor que los materiales normales, lo que los hace más reactivos y eficaces a la hora de cumplir su cometido en volúmenes muy diminutos. 

Para ponerlo en perspectiva, 1 kg de partículas de 1 mm3 tiene la misma superficie que 1 mg de nanopartículas de 1 nm3 . Esto significa que, para alcanzar los mismos objetivos de adsorción de gases que 1 kg de partículas normales de 1 mm3, sólo se necesitaría 1 mg de nanopartículas de 1 nm3. 

La superficie de los materiales cuánticos del NANOARC oscila actualmente entre 40 y 60 m²/g, mientras que la de los materiales estándar químicamente similares utilizados para los mismos procesos de purificación del aire suele estar en el rango de 1 a 16 m²/g o menos.  Por esta razón, se pueden utilizar volúmenes mucho más pequeños de materiales cuánticos de NANOARC para lograr los mismos objetivos y prolongar la vida útil de los filtros utilizados en la adsorción de contaminantes.

Esto permite una reducción sustancialmente enorme tanto de peso como de espacio, creando así más espacio para la tan necesaria carga útil y el ahorro de combustible, sin comprometer la calidad del aire a bordo. De hecho, habrá mucha menos necesidad de reposición y se podrán almacenar fácilmente más filtros fabricados con nanopolvos de material cuántico de NANOARC para tenerlos de reserva, en caso de que surja la necesidad de sustituirlos.

MITIGACIÓN DE PATÓGENOS AÉREOS

Además de la mayor superficie de los materiales cuánticos, poseen propiedades únicas en la mitigación de patógenos nocivos, que los materiales estándar no pueden alcanzar: Los efectos cuánticos permiten la actividad antipatógena tanto en entornos iluminados como oscuros, mientras que los nanomateriales normales y los correspondientes sistemas a granel requieren fotoactivación para desempeñar la misma función. 

Como los filtros no funcionan necesariamente en zonas iluminadas y las misiones espaciales no suelen estar en zonas bien iluminadas durante largos periodos de tiempo, es esencial disponer de materiales que puedan mitigar los patógenos aerotransportados en tales circunstancias operativas.

Una cosa es segura: la elevada superficie de los lechos nanocatalíticos de material cuántico prolongará sustancialmente la vida útil de los filtros y mejorará la eficacia de la purificación del aire en los sistemas de soporte vital de las misiones espaciales de gran envergadura.