Le système de survie de la station spatiale nécessite l'extraction de l'humidité, des agents pathogènes en suspension dans l'air et des polluants de l'air, afin d'éviter qu'il ne devienne toxique à l'inhalation. Ces sorbants ou agents purificateurs perdent généralement leur efficacité en un temps limité, ce qui oblige à remplacer régulièrement les systèmes de filtration.

 Lorsque les astronautes s'aventureront à explorer des endroits situés plus loin dans le système solaire, il ne sera pas possible de bénéficier d'un réapprovisionnement fréquent en fournitures de mission. Il est donc nécessaire de prendre en compte les limites de poids et d'espace associées à l'emballage de toutes les fournitures nécessaires à une telle mission d'exploration à long terme.

LA SOLUTION FONDAMENTALE

La durée de vie d'un matériau absorbant dépend de sa surface. Plus celle-ci est élevée, plus le système durera longtemps dans son rôle de purification de l'air. Pour résoudre les problèmes d'espace et de poids, la surface des matériaux absorbants et/ou purifiants doit être considérablement augmentée.

L'ESSENCE DES MATÉRIAUX QUANTIQUES

Les matériaux quantiques, en vertu de leur échelle nanoscopique ultrafine, possèdent une surface beaucoup plus importante que les matériaux ordinaires, ce qui les rend plus réactifs et plus efficaces pour remplir leur fonction à des volumes très infimes. 

Pour mettre cela en perspective, 1 kg de particules de 1 mm3 a la même surface que 1 mg de nanoparticules de 1 nm3. Cela signifie que pour atteindre les mêmes objectifs d'absorption des gaz que ceux atteints par 1 kg de particules ordinaires de 1 mm3, 1 mg seulement de nanoparticules de 1 nm3 serait nécessaire. 

La surface des matériaux quantiques de NANOARC se situe actuellement entre 40 et 60 m²/g, alors que celle des matériaux standard chimiquement similaires correspondants utilisés pour les mêmes processus de purification de l'air se situe

généralement entre 1 et 16 m²/g, voire moins.  Pour cette raison, des volumes beaucoup plus petits de matériaux quantiques de NANOARC peuvent être utilisés pour atteindre les mêmes objectifs et prolonger la durée de vie des filtres utilisés pour l'adsorption des polluants.

Cela permet une réduction considérable du poids et de l'espace, ce qui laisse plus de place à la charge utile et aux économies de carburant, sans compromettre la qualité de l'air à bord. En fait, il y aura beaucoup moins de besoins de réapprovisionnement et davantage de filtres fabriqués avec les nanopoudres de matériaux quantiques de NANOARC pourront être facilement stockés en cas de besoin.

ATTÉNUATION DES AGENTS PATHOGÈNES AÉROPORTÉS

Outre leur surface plus importante, les matériaux quantiques possèdent des propriétés uniques dans l'atténuation des agents pathogènes nuisibles, que les matériaux standard ne peuvent atteindre : Les effets quantiques permettent une activité anti-pathogène dans les environnements éclairés et sombres, alors que les nanomatériaux ordinaires et les systèmes en vrac correspondants nécessitent une photoactivation pour remplir la même fonction. 

Étant donné que les filtres ne fonctionnent pas nécessairement dans des zones éclairées et que les missions spatiales ne sont pas susceptibles de se trouver dans des zones bien éclairées pendant de longues périodes, il est essentiel de disposer de matériaux capables d'atténuer les agents pathogènes en suspension dans l'air dans de telles circonstances opérationnelles.

Une chose est sûre : la surface élevée des lits nanocatalytiques en matériaux quantiques prolongera considérablement la durée de vie des filtres et améliorera l'efficacité de la purification de l'air dans les systèmes de survie pour les missions spatiales de longue durée.