กราไฟท์เข้าสู่สตราโตสเฟียร์

Anonim

ศูนย์ข้อมูลวัสดุขั้นสูงสองมิติ (CA2DM) ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS) ได้ร่วมมือกับ บริษัท Boreal Space ของสหรัฐฯเพื่อทดสอบคุณสมบัติของ graphene หลังจากที่ได้เปิดตัวสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ผลการวิจัยนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการนำ graphene มาใช้สำหรับเทคโนโลยีอวกาศและดาวเทียม

"ความเป็นประโยชน์ของ Graphene บนโลกได้รับการจัดตั้งขึ้นมาแล้วในทศวรรษที่ผ่านมาปัจจุบันเป็นเวลาที่เหมาะสมในการขยายโอกาสในการใช้งานในอวกาศซึ่งเป็นพื้นที่ที่ท้าทายที่สุดในเทคโนโลยีสมัยใหม่และเปลี่ยนกระบวนทัศน์ด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ Space เป็นบริเวณสุดท้ายสำหรับการวิจัย graphene และผมเชื่อว่านี่เป็นครั้งแรกที่ graphene ได้เข้าสู่สตราโตสเฟียร์ "หัวหน้าโครงการ Antonio Castro Neto ผู้อำนวยการ NUS CA2DM กล่าว

ผลักดันขีด จำกัด สำหรับการวิจัย graphene

graphene สองมิติมีส่วนผสมที่เป็นเอกลักษณ์ของการมีความยืดหยุ่นสูงยากกว่าเพชรและแข็งแรงกว่าเหล็ก แม้ว่านักวิจัยยอมรับว่าอาจมีศักยภาพในการใช้งานพื้นที่ แต่การใช้งานในทางปฏิบัติยังไม่ได้มีการจัดตั้งขึ้น

"การย้ายยานอวกาศไปไกลในอวกาศความเร่งและความเร็วสูงซึ่งเป็นไปได้เฉพาะกับอุปกรณ์มวลต่ำมากเป็นสิ่งจำเป็น Graphene เป็นวัสดุที่เหมาะที่สุดเนื่องจากเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงที่สุดที่เรามีนอกจากนี้, ผลการดำเนินงานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สูงของกราไฟท์ทำให้เป็นผู้สมัครที่สำคัญในการจัดการกับการขาดออกซิเจนและอุณหภูมิต่ำในอวกาศศาสตราจารย์คาสโตรเนโดอธิบาย

ทีม Barbaros Özyilmazหัวหน้าฝ่ายวิจัยกราไฟท์ของ NUS CA2DM ได้เตรียมวัสดุโดยการเคลือบพื้นผิวด้วย graphene ชั้นเดียวซึ่งมีความหนาประมาณ 0.5 นาโนเมตรหนากว่าทินเนอร์ 200 เท่า เส้นผมของมนุษย์ กลุ่มตัวอย่างได้รับการรวบรวมอย่างปลอดภัยภายในช่อง 'Wayfinder-Mini' CubeSat ของ Boreal Space และวางไว้ในตู้บรรจุพลังงานของจรวดที่ใช้เรียกเสียง

ยานอวกาศได้เปิดตัวในเช้าวันที่ 30 มิถุนายน พ.ศ. 2561 เหนือทะเลทรายโมฮาวีในสหรัฐอเมริกา ทีมเปิดตัว Boreal Space เป็นผู้รับผิดชอบในการสนับสนุนการเปิดรับน้ำหนักบรรทุกระหว่างการถอดกรวยจมูกการตรวจสอบระหว่างการบินการกระโดดร่มกลับสู่พื้นโลกผลกระทบและการกู้คืน

ในระหว่างการเปิดตัวยานอวกาศถูกส่งเข้าสู่สภาพแวดล้อม suborbital และวัสดุ graphene ต้องอยู่ในสภาวะที่รุนแรงเช่นการเร่งความเร็วการสั่นสะเทือนการช็อกอะคูสติกแรงกดและความผันผวนของอุณหภูมิที่หลากหลาย กลุ่มตัวอย่างเข้าสู่บรรยากาศของโลกอีกครั้งหลังจากเที่ยวบิน 71 วินาทีกระโดดลงไปที่จุดเชื่อมโยงไปถึงทะเลทรายโมฮาวี

กลุ่มตัวอย่างได้รับตัวอย่าง graphene จากทีมในวันเดียวกันและทีมงาน NUS CA2DM กำลังทำการทดสอบเพื่อประเมินว่ามีคุณสมบัติและเสถียรภาพของโครงสร้างในระหว่างการเปิดตัวและเชื่อมโยงไปถึงหรือไม่ โดยเฉพาะทีมงานจะใช้เทคนิค Raman spectroscopy เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องในตัวอย่าง

ถ้าความร่วมมือด้านการวิจัยครั้งนี้สามารถแสดงให้เห็นว่า graphene มีคุณสมบัติและคุณสมบัติต่าง ๆ หลังจากเปิดตัวสู่สภาพแวดล้อม suborbital แล้วจะเป็นการเปิดโอกาสใหม่ ๆ ที่น่าตื่นเต้นสำหรับ graphene เพื่อนำไปรวมไว้ในเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับภารกิจอวกาศและอวกาศโดยเทคโนโลยีดังกล่าวอาจรวมถึง การป้องกันไฟฟ้าแม่เหล็ก, การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพและการป้องกันความร้อนที่ยอดเยี่ยม "ศาสตราจารย์คาสโตรเนโนกล่าว

นาง Barbara Plante ประธาน Boreal Space กล่าวเสริมว่า "เรารู้สึกตื่นเต้นอย่างมากที่ได้ยกระดับความพร้อมในการใช้เทคโนโลยีของ graphene และส่งเสริมการใช้ยูทิลิตี้ในอวกาศผมเชื่อว่า graphene จะมีบทบาทสำคัญอย่างมากในด้านการค้าในวงกว้าง สนับสนุนการสาธิตการใช้เทคโนโลยีกราฟฟิกในอนาคตในอนาคต "

นอกจากการทดลองด้วยกัมมันตรังสี NUS แล้ว Boreal Space 'Wayfinder-Mini' CubeSat ยังเป็นเจ้าภาพเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็ก Gallium Nitride ที่จัดทำโดย Lab สิ่งแวดล้อมสุดขีดของ Stanford University (XLab) ทีม Stanford กำลังมองหาข้อมูลเพื่อการทดลองที่สำคัญไม่ว่าจะเป็นความสามารถในการรอดตายของการส่งสัญญาณและความสมบูรณ์ของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ แต่ยังมีข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการแทรกแซงของแม่เหล็กการลดสัญญาณรบกวนและผลกระทบจากรังสีที่เซ็นเซอร์ของพวกเขา

หลังจากภารกิจรวมนี้เรียกว่า GRASP (GRaphene และ Stanford Payloads) Boreal Space ยังคงให้โอกาส suborbital และ earth earth ต่ำในการทดสอบและตรวจสอบความถูกต้องของการบรรทุกข้อมูลและการทำงานในสภาพแวดล้อมของพื้นที่

menu
menu