Nul tyngdekraft:Graphen til rumapplikationer

Forskere og studerende i Graphene Flagship forbereder sig på to spændende eksperimenter i samarbejde med European Space Agency (ESA) for at teste grafens levedygtighed til rumapplikationer. Begge forsøg startes mellem den 6. og 17. november 2017, test af grafen under nul-tyngdekraftsforhold for at bestemme dets potentiale i rumapplikationer, herunder lysfremdrivning og termisk styring.

The Graphene Flagship er et paneuropæisk forskningsinitiativ dedikeret til at udvikle nye teknologier baseret på grafen, den enkeltatom-tykke allotrop af kulstof med fremragende elektrisk, mekanisk, termiske og optiske egenskaber. Et grundlæggende aspekt af Graphene Flagship er uddannelse af studerende og unge forskere. Disse ambitiøse rumrelaterede eksperimenter er en glimrende mulighed for Flagship-studerende og forskere for at få nye erfaringer inden for banebrydende forskning. Deltag i Graphene Flagship, mens vi følger udviklingen - fra de tidlige stadier i laboratoriet til øjeblikke med vægtløshed!

I et fuldt ud studentledet eksperiment, et team af Graphene Flagship -kandidatstuderende fra Delft Technical University (TU Delft; Holland) deltager i ESA Education's Drop Your Thesis! program. Deres vellykkede forslag vil bruge mikrogravitationsbetingelser i ZARM Drop Tower (Bremen, Tyskland) for at teste grafen for lette sejl. Ved at skinne laserlys på suspenderede grafenmembraner fra Flagship-partner Graphenea, eksperimentet vil teste, hvor meget tryk der kan genereres, hvilket kunne føre til en ny måde at drive satellitter i rummet ved hjælp af lys fra lasere eller solen.

Ph.d. -studerendes team - kaldet GrapheneX - består af Santiago Cartamil Bueno, Davide Stefani, Vera Janssen, Rocco Gaudenzi, alle forskerstuderende i Herre van der Zants forskningsgruppe i TU Delft. Santiago Cartamil Bueno, projektleder for GrapheneX -teamet, sagde "Vi deler opgaver mellem teamet, og tingene fungerer godt. Vi er meget ambitiøse med kvaliteten af ​​eksperimenterne. Vi vil virkelig gerne gøre det ordentligt, så vi er forpligtet til at lave rigtig videnskab i dette projekt. "

ESA Education's drop your thesis! program giver eleverne mulighed for at designe et eksperiment til ZARM Drop Tower i Bremen, Tyskland, som simulerer rummets lave tyngdekraft og vakuumforhold. Det 146 m store ZARM -faldtårn skaber ekstreme mikrogravitationsforhold ned til en milliondel af Jordens tyngdekraft. I vakuum, en kapsel indeholdende eksperimentet katapulteres op og ned af tårnet, giver i alt 9,3 sekunders vægtløshed.

Kører samtidigt er et eksperiment, der undersøger, hvordan grafen kan forbedre effektiviteten i varmeoverførsel i sløjfevarmerør - kølesystemer, der bruges i vid udstrækning i satellitter og rumfartsinstrumenter. Eksperimentet er et samarbejde mellem Graphene Flagship -partnere på Microgravity Research Center, Université libre de Bruxelles, Belgien; Cambridge Graphene Center, University of Cambridge, Storbritannien; Institut for Organisk Syntese og Fotoreaktivitet, National Research Council of Italy (CNR), Italien; og Leonardo Spa, Italien, en global leder inden for rumfart, produktion af en række komponenter og systemer til rumapplikationer.

En væsentlig del af sløjfevarmerøret er vægen, typisk lavet af porøst metal. I dette eksperiment, vægerne vil blive belagt med forskellige typer grafenrelaterede materialer for at forbedre effektiviteten af ​​varmeledningen. De belagte væger testes i en parabolsk flyvning med lav tyngdekraft, der drives af ESA i partnerskab med Novespace, Frankrig. Under hver 3-timers flyvning, det specielt modificerede fly vil lave en serie på 30 parabolske opstigninger med omkring 25 sekunders vægtløshed i hver parabel.

Involveret i eksperimentet er Graphene Flagship -forskere Vanja Miškovi? og Fabio Iermano, begge arbejder på Microgravity Research Center, og Lucia Lombardi og Yarjan Samad, begge på Cambridge Graphene Center. Samt eksperimenterne på jorden, de unge forskere vil opleve vægtløshed ombord på lavtyngdeflyvningerne i november.

"Jeg er virkelig begejstret, fordi dette bliver min første nulgravitationsoplevelse, "sagde Lombardi." Ideen er at bruge grafen til at forbedre den termiske ledningsevne og kapillærtrykket ved at dyrke en svamp i vægernes porer, "tilføjede hun.

"Vi vil teste forskellige former for belægninger, da grafen og grafenoxid har forskellige egenskaber, men vi håber at opnå gode resultater med begge belægninger, "tilføjede Miškovi ?." Jeg er meget begejstret, Jeg ved, at ikke mange mennesker får denne mulighed. "

Andrea Ferrari (University of Cambridge), Videnskabs- og teknologibetjent for Graphene Flagship og formand for dets managementpanel tilføjede "Space er den nye grænse for Graphene Flagship. Disse indledende eksperimenter vil teste levedygtigheden af ​​grafenaktiverede enheder til rumapplikationer. De kombinerede styrker ved Graphene Flagship, Flagskibspartnere og European Space Agency samt global leder inden for luftfartsapplikationer Leonardo, give et stærkt grundlag for at nå et højteknologisk parathedsniveau. "

Jari Kinaret (Chalmers University of Technology, Sverige), Direktør for Graphene Flagship, sagde "Disse to projekter er eksempler på den dobbelte karakter af Graphene Flagship:loop-varmerørprojektet er målrettet mod en specifik applikation, mens lyssejlprojektet er stærkt knyttet til grundforskning og bygger på den unikke kombination af egenskaber, som kun grafen kan tilbyde. Jeg er særlig stolt over, at et af disse projekter blev påbegyndt af studerende, der arbejdede på et område, der var fuldstændigt afbrudt fra rumapplikationer:dette demonstrerer kreativiteten hos den næste generation af forskere, og viser de til tider overraskende forbindelser mellem forskellige dele af vores flagskib - eller måske skal jeg sige rumskib? "

Følg udviklingen på https://graphene-flagship.eu/material/Zero%20Gravity%20Graphene/Pages/default.aspx