p Em uma colaboração de sucesso entre o Graphene Flagship e a Agência Espacial Europeia, experimentos que testam o grafeno para duas aplicações diferentes relacionadas ao espaço têm mostrado resultados extremamente promissores. Com base nesses resultados, a Flagship continua a desenvolver dispositivos de grafeno para uso no espaço. p “O grafeno, como sabemos, tem muitas oportunidades. Uma delas, reconhecido desde o início, são aplicações espaciais, e esta é a primeira vez que o grafeno foi testado em aplicações semelhantes ao espaço, no mundo todo, "disse o Prof. Andrea Ferrari (Universidade de Cambridge, REINO UNIDO), Diretor de Ciência e Tecnologia da Capitânia do Grafeno.

p As excelentes propriedades térmicas do grafeno são promissoras para melhorar o desempenho dos tubos de calor em circuito, sistemas de gerenciamento térmico usados ​​em aplicações aeroespaciais e de satélite. O grafeno também pode ter um uso na propulsão espacial, devido à sua leveza e forte interação com a luz. O Graphene Flagship testou esses dois aplicativos em experimentos recentes em novembro e dezembro de 2017.

p O principal elemento do tubo de calor em loop é o pavio metálico, onde o calor é transferido de um objeto quente para um fluido, que resfria o sistema. Dois tipos diferentes de grafeno foram testados em uma colaboração entre o Centro de Pesquisa da Microgravidade, Université libre de Bruxelles, Bélgica; o Cambridge Graphene Center, Universidade de Cambridge, REINO UNIDO; o Institute for Organic Synthesis and Photoreactivity e o Institute for Microelectronics and Microsystems, ambos no Conselho Nacional de Pesquisa da Itália (CNR), Itália; e o parceiro da indústria Leonardo Spa, Itália, um líder global no setor aeroespacial, operando em sistemas espaciais e fabricação de instrumentos de alta tecnologia e na gestão de serviços de lançamento e em órbita e serviços de satélite.

p “Nosso objetivo é aumentar a vida útil e melhorar a autonomia dos satélites e sondas espaciais. Com a adição de grafeno, teremos um tubo de calor de loop mais confiável, capaz de operar autonomamente no espaço, "disse o Dr. Marco Molina, Diretor técnico da linha espacial de negócios de Leonardo.

p Após excelentes resultados em testes de laboratório, os pavios para os tubos de calor de circuito foram testados em duas campanhas de voo parabólico da ESA em novembro e dezembro. "Temos bons testes feitos na Terra no laboratório, e agora, claro, porque os aplicativos serão em satélites, precisávamos ver como os pavios funcionam em condições de baixa gravidade e também em condições de hipergravidade, para simular o lançamento de um satélite, "acrescentou o Prof Ferrari.

p "Foi fantástico, a sensação é incrível e é extremamente interessante fazer experiências neste tipo de condições, mas também desfrutar da zona de flutuação livre. Toda a experiência foi ótima, "disse Vanja Miskovic, um aluno da Université libre de Bruxelles que realizou o experimento em microgravidade durante um vôo parabólico operado pela Novespace.

p Os resultados do vôo parabólico confirmam as melhorias no pavio, e a Flagship continuará a desenvolver os tubos de calor à base de grafeno para um produto comercial. "Acho que este é um bom exemplo de como a Flagship está funcionando. Reunindo três parceiros acadêmicos e uma grande indústria com uma meta claramente definida para um aplicativo, "disse Vincenzo Palermo (CNR), Vice-Diretor da Flagship Graphene. "No momento, testamos o princípio e o núcleo do dispositivo. A próxima etapa será otimizar todo o dispositivo, e ter um tubo de calor cheio que pode entrar em um satélite. "

p Testando o potencial de propulsão espacial do grafeno, uma equipe de alunos de doutorado da Delft Technical University (TU Delft), A Holanda participou do programa Drop Your Thesis da ESA! campanha, que oferece aos alunos a chance de realizar um experimento em microgravidade na Torre de Queda ZARM em Bremen, Alemanha. Para criar condições extremas de microgravidade, até um milionésimo da força gravitacional da Terra, uma cápsula contendo o experimento é catapultada para cima e para baixo na torre de 146 metros, levando a 9,3 segundos de gravidade zero. O TU Delft Space Institute, Holanda, também deu suporte ao projeto GrapheneX.

p A equipe - chamada GrapheneX - projetou e construiu um experimento para testar o grafeno para uso em velas solares, usando membranas de grafeno de flutuação livre fornecidas pelo parceiro Flagship Graphenea. A ideia era testar como as membranas de grafeno se comportariam sob pressão de radiação de lasers. No total, o experimento foi executado cinco vezes entre 13 e 17 de novembro de 2017.

p "Nosso experimento é como um 'mecanismo de relógio' complexo, onde cada componente tem que funcionar perfeitamente na hora certa", disse Rocco Gaudenzi, um membro da equipe GrapheneX. "Não acontece com frequência que você tenha que construir um mecanismo desse tipo do zero, e você não pode testá-lo em condições reais, mas durante o próprio lançamento. "

p A equipe trabalhou muito para tornar o experimento bem-sucedido. "Apesar das dificuldades técnicas iniciais, conseguimos descobrir rapidamente o que estava acontecendo, conserte os problemas e volte ao normal. Estamos muito felizes com os resultados do experimento, pois observamos o movimento induzido por laser de uma vela de luz de grafeno, e o mais importante, tivemos uma ótima experiência! ", disse Davide Stefani, Membro da equipe GrapheneX.

p Santiago J. Cartamil-Bueno, Líder da equipe GrapheneX, expressou que tanto a experiência quanto os resultados foram valiosos para a equipe. "A lição mais importante é que sempre algo vai acontecer, e você precisa estar pronto para se adaptar ou mudar, "ele disse." Eu acho que no final do dia, é sobre a experiência; você só precisa criar novos desafios e aprender com eles, e esteja pronto para adquirir mais experiência e passar para o próximo nível. "

p Embora o experimento GrapheneX esteja concluído, a equipe está considerando mais testes como parte de um novo e ambicioso projeto de pesquisa, continuar explorando a influência da pressão da radiação nas velas leves de grafeno.

p Os resultados dos dois projetos demonstram a versatilidade do grafeno e são o primeiro passo para expandir as fronteiras da pesquisa do grafeno.