Исследователи изучают реакцию Графена в экстремальных условиях пространства

Центр усовершенствованных двумерных материалов (CA2DM) в Национальном университете Сингапура (NUS) сотрудничает с американской аэрокосмической компанией Boreal Space для изучения свойств графена после его запуска в стратосферу , Результаты могут дать представление о том, как графен может использоваться для спутниковых и космических технологий.

Команда под руководством профессора Барбароса Озиильмаза из NUS CA2DM покрыла один слой графена на субстрате, и эксперимент был помещен в корпус полезной нагрузки «Wayfinder-Mini» CubeSat. (Фото: Бореальное пространство)

Полезность Графена на Земле уже установлена ​​в последнее десятилетие. Сейчас настало время расширить свои перспективы использования в космических применениях – область, названная как самая сложная для современных технологий, – и сдвинуть парадигму материаловедения. Пространство – последняя граница для исследований графена, и я считаю, что это первый раз, когда графен вошел в стратосферу.

Профессор Антонио Кастро Нето, руководитель проекта и директор NUS CA2DM

Выдвижение границ исследований графена

Двумерный графен имеет четкую комбинацию очень гибкой, более сильной, чем сталь, и более твердой, чем алмаз. Хотя ученые знают, что он может иметь потенциал для применения в космосе, его практические применения еще предстоит определить.

" Чтобы переместить космический корабль на большие расстояния в космосе, необходимы огромные ускорения и скорости, которые возможны только при очень малом массовом оборудовании. Графен – идеальный материал, поскольку он относится к самым легким, но самым сильным, функциональным материалам, которые у нас есть. Кроме того, высокая электронная эффективность графена делает его главным кандидатом для устранения недостатка кислорода и низких температур в космосе, », объяснил профессор Кастро Нето.

Чтобы проверить универсальность графена, команда во главе с профессором Барбаросом Озильмазом, руководителем исследования Graphene Research в NUS CA2DM, подготовила материал, покрывая субстрат одним слоем графена толщиной около 0,5 нм, более чем в 200 раз тоньше чем прядь человеческих волос. Образец был плотно собран в бореальном пространстве «Wayfinder-Mini» CubeSat и размещен в корпусе полезной нагрузки звуковой ракеты.

Космический корабль взлетел 30 июня 19459026 гг. над пустыней Мохаве в Соединенных Штатах. Команда запуска Бореального космоса находилась под контролем поддержки запуска полезной нагрузки во время взлета, разъединения носовых конусов, отслеживания во время полета, парашютного движения на землю, удара и восстановления.

Во время запуска космический корабль был транспортирован в суборбитальную среду, и графен-материал подвергался воздействию суровых условий, таких как быстрое ускорение, акустический удар, вибрация, сильное давление и широкий диапазон температурных изменений. Образец вновь вошел в атмосферу Земли после 71-го полета, парашютируя на посадку в пустыне Мохаве.

Образец графена был восстановлен командой в тот же день, и команда NUS CA2DM проводит тесты для оценки влияния его структурных свойств и стабильности во время запуска и посадки. В частности, команда будет использовать методы спектроскопии комбинационного рассеяния для определения наличия дефектов в образце.

«Если это исследовательское сотрудничество сможет продемонстрировать, что графен сохраняет свои различные свойства и характеристики после запуска в суборбитальную среду, он откроет новые захватывающие возможности для использования графена в технологиях, подходящих для космического пространства и аэрокосмической промышленности миссий. Такие технологии могут включать в себя электромагнитное экранирование, эффективную выработку солнечной энергии и отличную тепловую защиту », – сказал профессор Кастро Нето.

Мы очень рады повышению уровня готовности технологий графена и продвижению его полезности в космосе. Я убежден, что графен будет играть чрезвычайно важную роль в коммерциализации космоса. Этот и будущий запуск поддерживает демонстрацию будущего использования технологий на основе графена в космосе.

Г-жа Барбара Плант, президент бореального пространства

Помимо экспериментов с графеном NUS, Boreal Space 'Wayfinder-Mini' CubeSat также разместил магнитные датчики магнитного поля из галлия, поставляемые Лабораторией экстремальных сред Стэнфордского университета (XLab). Команда Стэнфорда стремится не только получить важные экспериментальные данные, такие как целостность электронного сигнала и выживаемость при загрузке, но также и информацию о шумоподавлении, магнитных помехах и радиационных эффектах на их датчиках.

Следуя этой совместной миссии, названной GRASP (Graphene And Stanford Payloads), Boreal Space продолжает предоставлять суборбитальные и низкие земные орбиты, чтобы проверить и подтвердить живучесть и работоспособность полезной нагрузки в космической среде.

Source link