石墨烯发热材料自主提炼、研发、定制、生产制备及应用


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石墨烯新材料 将助力未来太空领域

研究者对两种不同类型的石墨烯进行了测试。测试工作由比利时布鲁塞尔自由大学微重力研究中心(Microgravity Research Center)、英国剑桥大学剑桥石墨烯中心;意大利国家研究理事会(CNR)的有机合成与光反应研究所、微电子与微系统研究所;同时还有意大利的行业合作伙伴莱昂纳多•斯帕(Leonardo Spa)(其是航空航天领域的全球领导者,主要经营航天系统和高科技仪器制造业务以及发射和在轨服务、卫星服务的管理)共同合作完成。 莱昂纳多空间业务的首席技术官Marco Molina博士说:“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,我们可以获得更加可靠的环路热管——能够在太空中自主运行。” 在实验室的测试中取得良好的结果后,研究人员又在11月和12月对环路热管的金属芯进行了两次ESA抛物线飞行试验。

Ferrari 教授补充道:“我们已经完成了实验室里的测试,结果喜人。考虑到这些器件将用在卫星中,因此,我们需要模拟卫星的发射条件,从而了解芯片在低重力条件以及超重力条件下的性能。” 在抛物线飞行条件下进行微重力实验的布鲁塞尔自由大学的学生Vanja Miskovic感叹道:“这真是太神奇了。这种感觉令人难以置信。在这种条件下进行实验不仅非常有趣,而且还能享受自由浮动的乐趣。整个实验过程都棒极了。” 抛物线飞行试验的结果证实了金属芯性能的提高,因此石墨烯旗舰项目将继续研发基于石墨烯的环路热管,以期实现商业化生产。石墨烯旗舰项目副总监Vincenzo Palermo(CNR)说道:“我认为这是表现旗舰项目工作方式的一个很好的例子:将三个学术合作伙伴和一个拥有明确发展目标的大行业凝聚在一起。目前,我们已经完成了对该设备原理及核心部件的测试工作。下一步将优化整个设备,并制备出能够在卫星上工作的完整的环路热管。”

由来自荷兰代尔夫特工业大学(TU Delft)的一个博士生团队进行石墨烯在太空推进方面的测试工作。他们参加了欧洲空间局(ESA)组织的“放弃你的论文!”活动,从而获得了在德国不来梅的ZARM Drop Tower进行微重力实验的机会。为了创造极端微重力条件——仅为地球重力的百万分之一,一个装有实验装置的太空舱在146米高的塔上上下弹射,期间会产生9.3秒的失重。荷兰代尔夫特空间研究院也为GrapheneX团队提供了支持。 这个名为GrapheneX的团队设计进行了一个实验,用来测试石墨烯在太阳能帆板中的使用情况,试验中用到的能够自由活动的石墨烯膜由旗舰项目的合作伙伴Graphenea提供。这一想法主要是为了测试石墨烯膜在激光辐射压力下的性能。

从2017年11月13日至17日,实验总共进行了五次。 GrapheneX团队的成员Rocco Gaudenzi说:“我们的试验就像是一个复杂的‘钟表装置’,每一步都必须按顺序、在正确的时间进行(实现无缝衔接)。一般地,需要完全重新建立这样一个‘钟表装置’的情况很少发生,而且试验不是在普通条件下进行——而是在发射期间。” 该团队努力的工作以保证试验取得成功。GrapheneX团队成员Davide Stefani表示:“尽管最初我们遇到了技术方面的困难,但我们在最短的时间内弄清楚了出现的问题并将其解决,使整个试验回到了正轨。

我们对实验的结果非常满意,因为我们观察到了由激光诱导产生的石墨烯帆板的运动。最重要的是我们获得了非常棒的经验!” GrapheneX团队负责人Santiago J. Cartamil-Bueno表示,经验和结果对团队而言都具有很大的价值。他说:“最重要的一点是,这让人们懂得了:事情总会发生,你需要做好适应或改变它的准备。我认为在一天结束的时候,一切都成为了经验;你只需要不断创造新的挑战,并从中吸取教训,同时准备好获得更多的经验,然后进入下一个阶段。”

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