Fabrication de sphères de polystyrène fluorescentes pour vélocimétrie par image de particules avancée

Les particules polymériques sont largement utilisées pour ensemencer les écoulements d'air dans les souffleries, ainsi que pour la coloration biologique et histologique, entre autres applications. Pour les applications en soufflerie, la vélocimétrie par image de particules (PIV) est souvent utilisée pour déterminer l'interaction de divers modèles et surfaces avec les écoulements d'air environnants. Les mesures près de la paroi sont particulièrement pertinentes et, malheureusement, exceptionnellement difficiles en raison du niveau élevé de bruit de fond provenant de la réflexion de la lumière incidente sur la surface du modèle étudié. Ainsi, la capacité d'ensemencer l'écoulement d'air avec un matériau qui peut représenter avec précision les propriétés de l'écoulement (c'est-à-dire un décalage minimal des particules) — tout en permettant des mesures près de la paroi avec un rapport signal/bruit amélioré — est d'un grand intérêt pour les chercheurs en soufflerie.

Bien que les microsphères de polystyrène soient souvent le matériau d'ensemencement de choix pour les études d'écoulement subsonique, ces matériaux ne procurent aucun avantage pour les mesures près de la paroi par rapport aux autres matériaux d'ensemencement de pointe. Par conséquent, dans cette innovation, des scientifiques de la NASA ont développé une méthode de génération de microsphères de polystyrène dopées au colorant en utilisant des approches synthétiques novatrices.

Les caractéristiques novatrices de cette invention sont l'utilité de fonctionnalités chimiques spécifiques, d'espèces monomériques, d'additifs environnementaux (tampons) et de polyélectrolytes pour favoriser l'incorporation de molécules de colorant dans les microsphères de polystyrène en développement tout en permettant le contrôle des propriétés spectrales du colorant par rapport à la dépendance au pH.

Ces particules auront une grande utilité pour les mesures en soufflerie près de la paroi où les matériaux d'ensemencement de pointe ne peuvent pas collecter de données. De plus, l'incorporation de ces colorants offrira d'autres voies de collecte de données, y compris la température et la pression des écoulements d'air et des régions de la soufflerie. De même, la capacité de filtrer sélectivement les données collectées à partir de ces microsphères de polystyrène dopées au colorant peut avoir d'autres applications, y compris la visualisation directe du mélange de deux ou plusieurs écoulements fluides.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des licences de la NASA à cette adresse email protégée ou appelez le 202-358-7432 pour entamer des discussions de licence. Suivez ce lien ici pour plus d'informations.