Después de un largo verano de duro trabajo en los laboratorios, Los investigadores del Graphene Flagship están listos para dos experimentos esta semana, probando tecnologías de grafeno para aplicaciones relacionadas con el espacio en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA).

Dos equipos de investigadores explorarán los beneficios del grafeno como material de propulsión de luz en velas solares. y como revestimiento inteligente en tubos de calor de bucle para satélites. Ambos experimentos se realizarán en condiciones de microgravedad, para simular las condiciones extremas en el espacio. Las velas solares flotarán en microgravedad en un experimento de torre de caída, mientras que el equipo de investigación que investiga los tubos de calor experimentará ingravidez a bordo de un vuelo parabólico.

Graphene Flagship es un consorcio de investigación paneuropeo comprometido con llevar tecnologías de grafeno a través de laboratorios de investigación a aplicaciones maduras. Grafeno la hoja de carbono de un solo átomo de espesor, es prometedor para una amplia gama de aplicaciones gracias a su excelente sistema eléctrico, propiedades mecánicas y térmicas. Estas propiedades ahora se probarán en condiciones extremas de microgravedad, expandiendo el potencial del grafeno a nuevas áreas.

Los tubos de calor de bucle son sistemas de refrigeración que se utilizan ampliamente en satélites y aplicaciones aeroespaciales. El enfriamiento se logra convirtiendo un líquido de trabajo en gas dentro de una mecha, extrayendo energía del instrumento caliente para ser enfriado. Tras unos resultados prometedores sobre el terreno, un equipo de investigadores del Graphene Flagship tiene como objetivo demostrar que recubrir las mechas con grafeno puede mejorar la eficacia del tubo de calor incluso en condiciones de microgravedad.

Para probar las mechas recubiertas de grafeno en condiciones de microgravedad, los investigadores participarán en un vuelo parabólico de baja gravedad operado por la ESA en asociación con Novespace. Al realizar una serie de maniobras parabólicas, la microgravedad se simula en el vuelo, y los investigadores experimentarán ingravidez.

"Estoy muy emocionado, Nunca había hecho algo como esto antes "dijo la Dra. Meganne Christian, investigador del CNR. "Ver estos materiales en los que hemos estado trabajando durante tanto tiempo, finalmente trabajar en las condiciones que queremos es realmente emocionante ".

"Estoy entusiasmado con el experimento y espero experimentar la baja gravedad, "dijo el Dr. Yarjan Samad, investigador de la Universidad de Cambridge. "Realizar los experimentos en microgravedad será un desafío, pero todos hemos trabajado mucho y creo que obtendremos grandes resultados en la mejora del rendimiento ".

El experimento es una colaboración entre los socios insignia de Graphene en el Centro de Investigación de Microgravedad, Universidad libre de Bruselas, Bélgica; el Cambridge Graphene Centre, Universidad de Cambridge, REINO UNIDO; Instituto de Síntesis Orgánica y Fotorreactividad e Instituto de Microelectrónica y Microsistemas, Consejo Nacional de Investigaciones de Italia (CNR), Italia; y Leonardo Spa, Italia, un líder mundial en aeroespacial, operando en sistemas espaciales y fabricación de instrumentos de alta tecnología y en la gestión de servicios de lanzamiento y en órbita y servicios satelitales.

Dr. Marco Molina (Leonardo), dijo:"Estamos felices de participar en el experimento y probar el uso de grafeno para tuberías de pila de bucle de satélite por primera vez. Dominando tecnologías emergentes como el grafeno, y utilizarlos para desarrollar productos de vanguardia es de suma importancia para una empresa como Leonardo, que basa su competitividad en la innovación ".

Las velas ligeras pueden propulsar objetos en el espacio utilizando la presión de la luz que brilla sobre una superficie reflectante. GrapheneX, un equipo de estudiantes de doctorado de la Universidad Técnica de Delft (TU Delft), Países Bajos, han desarrollado un experimento para probar el potencial del grafeno para su uso en propulsión ligera, al hacer brillar luz láser sobre membranas de grafeno que flotan libremente en microgravedad. El Instituto Espacial TU Delft, Países Bajos, también está proporcionando apoyo al proyecto GrapheneX.

"Si quieres hacer una vela solar es muy importante que los materiales con los que haces la vela sean muy ligeros, "dijo Vera Janssen (TU Delft), estudiante de doctorado involucrado en el proyecto GrapheneX. "La máxima ligereza y resistencia son realmente las principales ventajas de usar grafeno, "

El experimento se llevará a cabo en la ZARM Drop Tower en Bremen, Alemania como parte de Drop Your Thesis! De ESA Education! programa, que invita a los estudiantes a proponer ideas para experimentos de microgravedad. Para crear condiciones extremas de microgravedad, hasta una millonésima parte de la fuerza gravitacional de la Tierra, una cápsula que contiene el experimento es catapultada arriba y abajo de la torre de 146 metros, lo que lleva a 9,3 segundos de ingravidez.

"Las instalaciones como ZARM Drop Tower son algo impresionante, en la escala que tienen y en la cantidad de cosas que tienen que trabajar juntas para poder funcionar correctamente. Me siento muy honrado de ir allí, "dijo Rocco Gaudenzi (TU Delft), otro estudiante de doctorado que forma parte del equipo de GrapheneX.

Estos dos ambiciosos experimentos son una excelente demostración del diverso potencial del grafeno, y sentará las bases para expandir las fronteras de la investigación del grafeno.

Prof. Jari Kinaret (Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia), Director de Graphene Flagship, dijo:"Estos dos proyectos ejemplifican el carácter doble del Graphene Flagship:el proyecto de tubería de calor de bucle está dirigido a una aplicación específica, mientras que el proyecto de vela ligera está firmemente vinculado a la investigación básica y se basa en la combinación única de propiedades que solo el grafeno puede ofrecer. Estoy particularmente orgulloso del hecho de que uno de estos proyectos fue iniciado por estudiantes que trabajaban en un área completamente desconectada de las aplicaciones espaciales:esto demuestra la creatividad de la próxima generación de investigadores, y muestra los vínculos a veces sorprendentes entre diferentes partes de nuestra nave insignia, ¿o tal vez debería decir nave espacial? "

Prof. Andrea Ferrari (Universidad de Cambridge), El oficial de ciencia y tecnología de Graphene Flagship y presidente de su panel de administración agregó:"Estos son los primeros experimentos en los que se prueba el grafeno en condiciones de gravedad cercana a cero para aplicaciones espaciales, y la primera colaboración entre Graphene Flagship y la Agencia Espacial Europea, con un camino claro hacia las aplicaciones, gracias al socio insignia Leonardo, una industria aeroespacial líder en el mundo. Ya tenemos una hoja de ruta para llevar el grafeno más lejos en la industria espacial durante los próximos dos a cuatro años, con dos campañas de gravedad cero adicionales ya confirmadas ".