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  • De buque insignia a nave espacial:dos experimentos que amplían la frontera del potencial de los grafenos

    Crédito:Shutterstock

    Debido a sus propiedades distintivas, el grafeno se ha presentado como un material revolucionario para una variedad de industrias y aplicaciones. La iniciativa Graphene Flagship se estableció como la iniciativa de investigación de múltiples partes interesadas más grande de Europa, para dar forma literalmente al futuro de la tecnología.

    El buque insignia de grafeno de 10 años, parcialmente financiado por la UE, se creó para explotar el potencial tecnológico del grafeno y los materiales en capas relacionados para aplicaciones futuras. Los investigadores miembros de la iniciativa llevaron a cabo recientemente dos experimentos para evaluar, por primera vez, la viabilidad del grafeno para aplicaciones espaciales. Los experimentos en colaboración con la Agencia Espacial Europea y otros socios, probó el material en condiciones de gravedad cero específicamente para propulsión ligera y también para aplicaciones de gestión térmica, con resultados muy alentadores.

    ¿Es la nueva frontera del grafeno espacial?

    Térmica única del grafeno, luz, las propiedades de resistencia y peso lo convierten en un candidato ideal para mejorar el rendimiento de las aplicaciones aeroespaciales y satelitales. En una serie de experimentos realizados a finales del año pasado, Los investigadores de Graphene Flagship analizaron específicamente el posible uso del material para mejorar la propulsión espacial, así como sistemas de gestión térmica y heatpipes de bucle.

    Para los experimentos de velas solares, un equipo de estudiantes graduados de la Universidad Técnica de Delft, Holanda aprovechó las condiciones de microgravedad de la torre de caída ZARM de 146 metros de Alemania (hasta una millonésima parte de la fuerza gravitacional de la Tierra) para investigar el uso del grafeno para velas ligeras. El equipo diseñó membranas de grafeno flotantes que luego se expusieron a la presión de radiación de los láseres. para ver cómo reaccionaban e indicar cuánto empuje se podía generar. El equipo repitió el experimento en cinco ensayos para superar las dificultades técnicas iniciales. Se lograron casi 10 segundos de ingravidez catapultando una cápsula que contenía el experimento hacia arriba y hacia abajo en el vacío.

    El segundo experimento exploró cómo la transferencia de calor en los tubos de calor de bucle (sistemas de enfriamiento utilizados ampliamente en satélites) podría hacerse más eficiente. con mayor vida útil y autonomía, usando grafeno. Las mechas metálicas en la tubería, utilizado para transferir calor a un fluido para enfriar el sistema, sustituyeron sus revestimientos de metal poroso habituales por dos tipos de materiales relacionados con el grafeno. A continuación, se probaron estos para una mayor conductividad térmica durante dos vuelos ESA de microgravedad e hipergravedad parabólica. Durante cada vuelo de 3 horas, el avión especialmente modificado realizó 30 ascensos parabólicos, logrando alrededor de 25 segundos de ingravidez en cada parábola.

    Los resultados de ambos experimentos demuestran la versatilidad del grafeno y los investigadores involucrados ahora están investigando más la influencia de la presión de la radiación en las velas ligeras de grafeno, así como desarrollando tubos de calor basados ​​en grafeno disponibles comercialmente.

    El futuro está en las personas innovadoras, así como productos

    Producido a partir de una capa de carbono de solo un átomo de espesor, como una red hexagonal bidimensional, el grafeno es ligero y resistente (se dice que es unas 200 veces más resistente que el acero). Adicionalmente, tiene excelente electrica, mecánico, propiedades térmicas y ópticas, además de ser casi transparente. Estas características lo convierten en un material extremadamente interesante para científicos e ingenieros que buscan el desarrollo de una amplia gama de más rápidos, más delgada, productos más fuertes y flexibles.

    Para explorar el potencial del grafeno para revolucionar múltiples industrias, generar crecimiento económico y nuevo empleo, el buque insignia de grafeno de 10 años está diseñado para representar toda la cadena de valor de los materiales, a componentes y sistemas. Un consorcio de expertos académicos y de la industria de alrededor de 150 socios, en 23 países, coordinar y ejecutar sus diversas líneas de investigación. La Comisión Europea contribuye directamente a través de la financiación, junto con los resultados de la investigación de proyectos financiados por la UE como GRAPHENECORE 1.

    Tiempo extraordinario, Los resultados del proyecto avanzarán los esfuerzos hacia aplicaciones específicas para el desarrollo. Adicionalmente, La misión de la iniciativa de investigación es brindar capacitación y oportunidades de investigación de vanguardia para estudiantes y jóvenes investigadores.


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