在一系列令人兴奋的实验中,剑桥研究人员经历了失重测试石墨烯在太空中的应用。
作为石墨烯旗舰实验室和欧洲航天局合作的一部分,剑桥石墨烯中心的研究人员首次在微重力条件下测试了石墨烯。
为了测试石墨烯在卫星冷却系统中的潜力,研究人员在抛物线飞行(也被称为“呕吐彗星”)中体验了失重状态。
“宝石,我们所知道的有很多机会。其中一个,早期认识到,是空间剑桥石墨烯中心主任Andrea Ferrari教授说。
法拉利教授也是石墨烯旗舰的科学技术官员和管理小组主席。
石墨烯 - 碳的单射厚同位素 - 具有独特的性能组合,使其具有灵活的电子产品和快速数据通信的应用,以增强结构材料和水处理。它具有高度电和导热性,以及强大且柔韧。
在去年11月和12月进行的这项实验中,研究人员旨在利用石墨烯优异的热性能,提高卫星中使用的冷却系统的性能。
“我们在所谓的循环热管中使用石墨烯。这些泵可以在不需要任何机械部件的情况下移动流体,因此不会发生磨损,这对太空应用非常重要。”
“我们的目标是延长卫星和太空探测器的使用寿命,并提高其自主性。通过添加石墨烯,我们将拥有一个更可靠的循环热管,能够在太空中自主运行,”Marco Molina博士补充道。Molina博士是Leonardo航天业务的首席技术官,Leonardo是该实验的行业合作伙伴。
在环 - 热管中,流体的蒸发和冷凝用于将热从热电子系统输出到空间中。蒸发冷凝循环的压力迫使流体通过封闭系统,提供连续冷却。
环热管的主元件是金属芯,其中流体蒸发成气体。在这些实验中,金属芯涂覆在石墨烯中,提供两个益处提高了热管的效率。首先,石墨烯的优异热性能将从热系统的热传递改善到芯中。其次,石墨烯涂层的多孔结构增加了芯的相互作用与流体,并改善了毛细管压力,这意味着液体可以更快地流过芯片。
在实验室测试的优异结果之后,在零G抛物线飞行中,在空间状条件下测试石墨烯涂层的芯。为了创造无力,飞机经历了一系列抛物线演动,在每个机动中创造了23秒的失重。
“失重的感觉真的很美妙,在飞机上的超重力时刻也是如此。我很兴奋,但同时也有点紧张。我前一天晚上睡不着,”剑桥石墨烯中心的研究助理亚扬·萨马德博士说。
在飞行中,石墨烯.- 与未经处理的灯芯相比,涂膜再次表现出优异的性能,具有更有效的热和流体转移。基于这些有希望的结果,研究人员继续开发和优化涂料,以便在实际空间条件下进行应用。
法拉利教授说:“下一步将开始研究一个原型机,它可以在卫星上或空间站上运行。”
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