grafeen, een nieuw materiaal met toepassingen in de biomedische technologie, elektronica, composieten, energie en sensoren, kan binnenkort helpen om raketten naar de ruimte te sturen.

Een nieuwe drijfgasformuleringsmethode om grafeenschuim te gebruiken - materiaal dat wordt gebruikt in elektronica, optica en energieapparaten - om ruimtevaartuigen aan te drijven wordt ontwikkeld in de Maurice J. Zucrow Laboratories van Purdue University, dat is het grootste academische voortstuwingslab ter wereld. Het onderzoek toont succes bij het verhogen van de verbrandingssnelheid van vaste stuwstoffen die worden gebruikt om raketten en ruimtevaartuigen van brandstof te voorzien.

"Onze voortstuwings- en natuurkundige onderzoekers kwamen samen om zich te concentreren op een materiaal dat nog niet eerder is gebruikt in raketvoortstuwing, en het laat sterke resultaten zien, " zei Li Qiao, een universitair hoofddocent luchtvaart en ruimtevaart in Purdue's College of Engineering.

Het onderzoeksteam, geleid door Qiao, ontwikkelde methoden voor het maken en gebruiken van samenstellingen met vaste brandstof geladen op sterk geleidende, zeer poreuze grafeenschuimen voor verbeterde verbrandingssnelheden voor de geladen vaste brandstof. Ze wilden het katalytische effect maximaliseren van metaaloxide-additieven die gewoonlijk worden gebruikt in vaste stuwstof om de ontbinding te verbeteren.

De grafeenschuimstructuren zijn ook thermisch stabiel, zelfs bij hoge temperaturen, en kan worden hergebruikt. De ontwikkelde samenstellingen zorgen voor een aanzienlijk verbeterde verbrandingssnelheid en herbruikbaarheid.

Qiao zei dat het grafeenschuim goed werkt voor vaste drijfgassen omdat het superlicht en zeer poreus is. wat betekent dat het veel gaten heeft waarin wetenschappers brandstof kunnen gieten om een ​​raketlancering te helpen ontsteken.

Het grafeenschuim heeft een 3D, onderling verbonden structuur om een ​​efficiëntere thermische transportroute mogelijk te maken zodat warmte zich snel kan verspreiden en het drijfgas kan ontsteken.

"Onze gepatenteerde technologie zorgt voor hogere prestaties die vooral belangrijk zijn bij het kijken naar gebieden zoals hypersonische, " zei Qiao. "Onze tests toonden een verbetering van de brandsnelheid van negen keer de normale, met behulp van gefunctionaliseerde grafeenschuimstructuren."

Qiao zei dat de ontdekking van Purdue-grafeenschuim toepassingen heeft voor apparaten voor energieconversie en raketafweersystemen, samen met andere gebieden waar het aanpassen van nanomaterialen voor specifieke resultaten nuttig kan zijn.