Onderzoekers en studenten in het Graphene Flagship bereiden zich voor op twee spannende experimenten in samenwerking met de European Space Agency (ESA) om de levensvatbaarheid van grafeen voor ruimtetoepassingen te testen. Beide experimenten worden gelanceerd tussen 6 en 17 november 2017, het testen van grafeen in omstandigheden zonder zwaartekracht om het potentieel ervan in ruimtetoepassingen te bepalen, waaronder lichtvoortstuwing en thermisch beheer.

Het Graphene Flagship is een pan-Europees onderzoeksinitiatief dat zich toelegt op de ontwikkeling van nieuwe technologieën op basis van grafeen, de enkel-atoom-dikke allotroop van koolstof met uitstekende elektrische, mechanisch, thermische en optische eigenschappen. Een fundamenteel aspect van het Graphene Flagship is het opleiden van studenten en jonge onderzoekers. Deze ambitieuze ruimtegerelateerde experimenten zijn een uitgelezen kans voor Flagship-studenten en -onderzoekers om nieuwe ervaringen op te doen in grensverleggend onderzoek. Sluit je aan bij het Graphene Flagship terwijl we de voortgang volgen - van de vroege stadia in het laboratorium tot de momenten van gewichtloosheid!

In een volledig door studenten geleid experiment, een team van Graphene Flagship-afgestudeerde studenten van de Technische Universiteit Delft (TU Delft; Nederland) zal deelnemen aan Drop Your Thesis van ESA Education! programma. Hun succesvolle voorstel zal gebruik maken van microzwaartekrachtomstandigheden in de ZARM Drop Tower (Bremen, Duitsland) om grafeen te testen voor lichte zeilen. Door laserlicht te schijnen op zwevende grafeenmembranen van vlaggenschippartner Graphenea, het experiment zal testen hoeveel stuwkracht kan worden gegenereerd, wat zou kunnen leiden tot een nieuwe manier om satellieten in de ruimte voort te stuwen met behulp van licht van lasers of de zon.

Het PhD studententeam - genaamd GrapheneX - bestaat uit Santiago Cartamil Bueno, David Stefani, Vera Janssen, Rocco Gaudenzi, alle onderzoeksstudenten in de onderzoeksgroep van Herre van der Zant aan de TU Delft. Santiago Cartamil Bueno, projectleider voor het GrapheneX-team, zei:"We verdelen de taken tussen het team en de dingen werken goed. We zijn erg ambitieus met de kwaliteit van de experimenten. We willen het echt goed doen, dus we zijn vastbesloten om echte wetenschap te doen in dit project."

Drop Your Thesis van ESA Education! programma biedt studenten de mogelijkheid om een ​​experiment te ontwerpen voor de ZARM Drop Tower in Bremen, Duitsland, die de lage zwaartekracht en vacuümomstandigheden van de ruimte simuleert. De 146 m hoge ZARM Drop Tower creëert extreme microzwaartekracht tot een miljoenste van de zwaartekracht van de aarde. in vacuüm, een capsule met het experiment wordt op en neer door de toren gekatapulteerd, voor een totaal van 9,3 seconden gewichtloosheid.

Tegelijkertijd loopt een experiment dat onderzoekt hoe grafeen de efficiëntie bij warmteoverdracht in loop-warmtepijpen kan verbeteren - koelsystemen die op grote schaal worden gebruikt in satellieten en ruimtevaartinstrumenten. Het experiment is een samenwerking tussen Graphene Flagship-partners van het Microgravity Research Centre, Université libre de Bruxelles, België; het Cambridge grafeencentrum, Universiteit van Cambridge, VK; Instituut voor organische synthese en fotoreactiviteit, Nationale Onderzoeksraad van Italië (CNR), Italië; en Leonardo Spa, Italië, een wereldleider in de ruimtevaart, productie van een verscheidenheid aan componenten en systemen voor ruimtevaarttoepassingen.

Een belangrijk onderdeel van de loop heat pipe is de pit, meestal gemaakt van poreus metaal. In dit experiment, de lonten zullen worden gecoat met verschillende soorten grafeen-gerelateerde materialen om de efficiëntie van de warmtepijp te verbeteren. De gecoate wieken zullen worden getest in een parabolische vlucht met lage zwaartekracht die wordt uitgevoerd door ESA in samenwerking met Novespace, Frankrijk. Tijdens elke vlucht van 3 uur, het speciaal aangepaste vliegtuig zal een reeks van 30 parabolische opstijgingen maken met ongeveer 25 seconden gewichtloosheid in elke parabool.

Betrokken bij het experiment zijn Graphene Flagship-onderzoekers Vanja Miškovi? en Fabio Iermano, beiden werkzaam bij het Microgravity Research Centre, en Lucia Lombardi en Yarjan Samad, beide in het Cambridge Graphene Centre. Naast de experimenten op de grond, de jonge onderzoekers zullen in november gewichtloosheid ervaren aan boord van de low-gravity vluchten.

"Ik ben erg opgewonden omdat dit mijn eerste zwaartekrachtervaring zal zijn, " zei Lombardi. "Het idee is om grafeen te gebruiken om de thermische geleidbaarheid en de capillaire druk te verbeteren door een spons in de poriën van de pitten te laten groeien, " voegde ze eraan toe.

"We willen verschillende soorten coatings testen, aangezien grafeen en grafeenoxide verschillende eigenschappen hebben. maar we hopen met beide coatings goede resultaten te behalen, " voegde Miškovi toe? "Ik ben erg opgewonden, Ik weet dat niet veel mensen deze kans krijgen."

Andrea Ferrari (Universiteit van Cambridge), Science and Technology Officer van het Graphene Flagship en voorzitter van het managementpanel voegde toe:"De ruimte is de nieuwe grens voor het Graphene Flagship. Deze eerste experimenten zullen de levensvatbaarheid van grafeen-compatibele apparaten voor ruimtetoepassingen testen. De gecombineerde sterke punten van het Graphene Flagship, Vlaggenschippartners en het Europees Ruimteagentschap en wereldleider in ruimtevaarttoepassingen Leonardo, geven een sterke basis om een ​​hoog technologisch gereedheidsniveau te bereiken."

Jari Kinaret (Chalmers University of Technology, Zweden), Directeur van het Graphene Flagship, zei:"Deze twee projecten illustreren het tweevoudige karakter van het Graphene Flagship:het loop heat pipe-project is gericht op een specifieke toepassing, terwijl het lichtzeilproject nauw verbonden is met fundamenteel onderzoek en voortbouwt op de unieke combinatie van eigenschappen die alleen grafeen kan bieden. Ik ben bijzonder trots op het feit dat een van deze projecten werd geïnitieerd door studenten die werkten aan een gebied dat volledig los stond van ruimtetoepassingen:dit toont de creativiteit van de volgende generatie onderzoekers, en toont de soms verrassende verbanden tussen verschillende delen van ons vlaggenschip - of misschien moet ik ruimteschip zeggen?"

Volg de voortgang op https://graphene-flagship.eu/material/Zero%20Gravity%20Graphene/Pages/default.aspx