航天器上的生命支持技术至关重要，特别是当航天员离开地球更远进入深空时。在空间站的微重力环境中，许多生命支持系统的功能与地球上的不同，包括液体在表面上聚集和移动的方式。目前，空间站上的生命维持系统需要特殊的设备来分离液体和气体。这项技术使用了旋转和移动部件，如果损坏或以其他方式破坏，可能会导致污染或系统故障。

新方法毛细管结构研究使用特定形状设计的结构开发了一种新的水循环和二氧化碳去除方法，以便在微重力环境下管理流体和气体混合物。与目前在国际空间站上使用的昂贵的基于机器的处理相反，毛细管结构设备由小尺寸的3-D打印的几何形状组成，其尺寸不同，夹入到位。

这两部分的研究中的第一个重点是蒸发，这个过程特别受重力的影响，而在微重力环境中不明显。研究结果有利于在电气故障或其他机械系统故障的情况下开发简单且高度可靠的新工艺。研究的第二部分展示了在二氧化碳去除系统中的流体利用，称为二氧化碳液体吸附系统。该系统使用一个“水瀑布”网络，使液体吸收剂或用于吸收气体的物质与空气接触，从而使二氧化碳被液体带走。在微重力环境中，液体不会“下降”，而是由毛细结构独特的表面几何形状被动产生的表面张力所驱动。

此次研究结果可以广泛适用于液体燃料、推进剂和冷却液以及用于生命支持的被动式水管理操作。此次研究数据也将有利于利用几何学来优化蒸发方法、开发更有效的水回收系统、被动净化方法以及地球上的其他水处理方法。

毛细管吸附剂硬件由具有多个毛细通道的3D打印接触器（中心）组成，接触器或毛细管结构由管道、阀门和泵支撑。这种高度互动的实验模拟了液体吸附剂系统的流动性，用于从空气中去除二氧化碳。Credits: NASA