En una serie de emocionantes experimentos, Los investigadores de Cambridge experimentaron la ingravidez probando la aplicación del grafeno en el espacio.

Trabajando como parte de una colaboración entre Graphene Flagship y la Agencia Espacial Europea, Investigadores del Cambridge Graphene Center han probado el grafeno en condiciones de microgravedad por primera vez.

Probando el potencial del grafeno en sistemas de enfriamiento para satélites, los investigadores experimentaron ingravidez dentro de un vuelo parabólico, también conocido como el "cometa del vómito".

"El grafeno, como lo conocemos, tiene muchas oportunidades. Una de ellas, reconocido desde el principio, son aplicaciones espaciales, y esta es la primera vez que se prueba el grafeno en aplicaciones espaciales, en todo el mundo, "dijo el profesor Andrea Ferrari, Director del Cambridge Graphene Centre.

El profesor Ferrari también es director de ciencia y tecnología y presidente del panel de gestión del Graphene Flagship.

El grafeno, el alótropo de carbono de un solo átomo de espesor, tiene una combinación única de propiedades que lo hacen interesante para aplicaciones de electrónica flexible y comunicación rápida de datos, a materiales estructurales mejorados y tratamientos de agua. Es altamente conductivo eléctrica y térmicamente, así como fuerte y flexible.

En este experimento, realizado en noviembre y diciembre del año pasado, los investigadores tenían como objetivo mejorar el rendimiento de los sistemas de refrigeración en uso en satélites, haciendo uso de las excelentes propiedades térmicas del grafeno.

"Estamos usando grafeno en lo que se denominan tuberías de calor de bucle. Se trata de bombas que mueven fluido sin necesidad de piezas mecánicas, para que no haya desgaste, que es muy importante para las aplicaciones espaciales, "dijo el profesor Ferrari.

"Nuestro objetivo es aumentar la vida útil y mejorar la autonomía de los satélites y las sondas espaciales. Al agregar grafeno, tendremos una tubería de calor de bucle más confiable, capaz de operar de forma autónoma en el espacio, "agregó el Dr. Marco Molina. El Dr. Molina es el Director Técnico de la línea de negocios Space en Leonardo, un socio industrial del experimento.

En una tubería de calor de bucle, La evaporación y condensación de un fluido se utiliza para transportar el calor de los sistemas electrónicos calientes al espacio. La presión del ciclo de evaporación-condensación fuerza el fluido a través de los sistemas cerrados, proporcionando enfriamiento continuo.

El elemento principal de la tubería de calor de bucle es la mecha metálica, donde el fluido se evapora en gas. En estos experimentos, la mecha metálica estaba recubierta de grafeno proporcionando dos beneficios que mejoran la eficiencia del tubo de calor. Primeramente, Las excelentes propiedades térmicas del grafeno mejoran la transferencia de calor de los sistemas calientes a la mecha. En segundo lugar, la estructura porosa del revestimiento de grafeno aumenta la interacción de la mecha con el fluido, y mejora la presión capilar, lo que significa que el líquido puede fluir a través de la mecha más rápido.

Después de excelentes resultados en las pruebas de laboratorio, las mechas recubiertas de grafeno se probaron en condiciones similares a las del espacio a bordo de un vuelo parabólico Zero-G. Para crear ingravidez, el avión sufre una serie de maniobras parabólicas, creando hasta 23 segundos de ingravidez en cada maniobra.

"Fue realmente una experiencia maravillosa sentir la ingravidez, pero también los momentos de hipergravedad en el avión. Estaba muy emocionado pero al mismo tiempo un poco nervioso. No pude dormir la noche anterior "dijo el Dr. Yarjan Samad, un investigador asociado en el Cambridge Graphene Center.

En el vuelo las mechas recubiertas de grafeno vuelven a demostrar un rendimiento excelente, con una transferencia de calor y fluidos más eficiente en comparación con las mechas sin tratar. Sobre la base de estos resultados prometedores, los investigadores continúan desarrollando y optimizando los recubrimientos para aplicaciones en condiciones espaciales reales.

"El siguiente paso será comenzar a trabajar en un prototipo que podría ir en un satélite o en la estación espacial, "dijo el profesor Ferrari.