Grafen wchodzi do stratosfery

Anonim

Centrum Zaawansowanych Materiałów Dwuwymiarowych (CA2DM) w National University of Singapore (NUS) połączyło siły z amerykańską firmą lotniczą Boreal Space, aby przetestować właściwości grafenu po jego wprowadzeniu do stratosfery. Wyniki mogą dostarczyć informacji na temat wykorzystania grafenu w kosmosie i technologiach satelitarnych.

"Użyteczność Grafenu na Ziemi została już ustalona w ostatniej dekadzie, teraz jest odpowiedni czas, aby rozszerzyć jej perspektywy zastosowania w zastosowaniach kosmicznych - obszarze reklamowanym jako najbardziej wymagającym dla nowoczesnej technologii - i zmienić paradygmat nauk o materiałach. Kosmos to ostateczna granica badań nad grafenem i uważam, że to pierwszy raz, kiedy grafen wszedł do stratosfery "- powiedział kierownik projektu, profesor Antonio Castro Neto, dyrektor NUS CA2DM.

Przesuwanie granic dla badań nad grafenem

Dwuwymiarowy grafen ma wyjątkowe połączenie bycia niezwykle elastycznym, twardszym od diamentu i silniejszym od stali. Chociaż naukowcy zdają sobie sprawę, że może on mieć potencjał w zastosowaniach kosmicznych, jego praktyczne zastosowania nie zostały jeszcze ustalone.

"Aby przenieść statek kosmiczny na duże odległości w przestrzeni kosmicznej, potrzebne są ogromne przyspieszenia i prędkości, które są możliwe tylko przy bardzo małym sprzęcie masowym, Grafen jest idealnym materiałem, ponieważ jest jednym z najlżejszych, a jednocześnie najsilniejszych, funkcjonalnych materiałów. wysoka sprawność elektronowa grafenu czyni go głównym kandydatem do radzenia sobie z brakiem tlenu i niską temperaturą w przestrzeni kosmicznej "- wyjaśnia prof. Castro Neto.

Aby wprowadzić wszechstronność grafenu do testu, zespół kierowany przez profesora Barbarosa Özyilmaza, szefa Graphene Research w NUS CA2DM, przygotował materiał przez powlekanie podłoża pojedynczą warstwą grafenu o grubości około 0, 5 nanometra, ponad 200 razy cieńszej niż pasmo ludzkich włosów. Próbka została bezpiecznie zmontowana w Boreal Space "Wayfinder-Mini" CubeSat i umieszczona w obudowie ładunku rakiety sondującej.

Statek kosmiczny został wystrzelony rankiem 30 czerwca 2018 r. Na pustyni Mojave w Stanach Zjednoczonych. Zespół startowy Boreal Space był odpowiedzialny za wsparcie startu ładunku podczas startu, separację stożka nosa, monitorowanie podczas lotu, spadochroniarstwo z powrotem na ziemię, uderzenie i regenerację.

Podczas startu statek kosmiczny został wysłany do suborbitalnego otoczenia, a materiał grafenowy został poddany trudnym warunkom, takim jak gwałtowne przyspieszenie, wibracja, wstrząs akustyczny, silne ciśnienie i szeroki zakres wahań temperatury. Próbka ponownie weszła w atmosferę Ziemi po 71-sekundowym locie, skacząc ze spadochronem do lądowania na pustyni Mojave.

Próbka grafenu została pobrana przez zespół tego samego dnia, a zespół NUS CA2DM przeprowadza testy w celu oceny, czy jego właściwości konstrukcyjne i stabilność zostały naruszone podczas startu i lądowania. W szczególności zespół wykorzysta techniki spektroskopii Ramana do wykrywania obecności defektów w próbce.

"Jeśli ta współpraca badawcza jest w stanie wykazać, że grafen zachowuje swoje różne właściwości i cechy po uruchomieniu w środowisku suborbitalnym, otworzy nowe ekscytujące możliwości grafenu, które zostaną włączone do technologii nadających się do kosmicznych i kosmicznych misji. ekranowanie elektromagnetyczne, wydajne wytwarzanie energii słonecznej i doskonała ochrona termiczna "- powiedział prof. Castro Neto.

Barbara Plante, prezes Boreal Space, dodała: "Jesteśmy bardzo podekscytowani podniesieniem poziomu gotowości technologicznej grafenu i promowaniem jego użyteczności w kosmosie Jestem przekonany, że grafen odegra niezwykle ważną rolę w komercjalizacji kosmosu. wspierać demonstrację przyszłych zastosowań technologii opartej na grafenie w kosmosie. "

Oprócz eksperymentu grafenowego NUS, Boreal Space "Wayfinder-Mini" CubeSat zawierał także czujniki pola magnetycznego z azotku galu dostarczane przez laboratorium Ekstremalnych Środowisk (XLab) Uniwersytetu Stanforda. Zespół Stanford stara się nie tylko uzyskać ważne dane eksperymentalne, takie jak przeżycie obciążenia startowego i integralność sygnału elektronicznego, ale także wgląd w interferencje magnetyczne, redukcję szumów i efekty promieniowania na ich czujnikach.

Po tej połączonej misji, znanej jako GRASP (GRaphene i Stanford Payloads), Boreal Space nadal zapewnia możliwości suborbitalne i nisko-ziemskie, aby przetestować i zweryfikować przeżywalność i funkcjonalność ładunku w środowisku kosmicznym.

menu
menu