Forskare från Purdue University har utvecklat en ny metod för formulering av drivmedel för att använda grafenskum för att driva rymdfarkoster. Kredit:Purdue University
grafen, ett nytt material med tillämpningar inom biomedicinsk teknik, elektronik, kompositer, energi och sensorer, kan snart hjälpa till att skicka raketer till rymden.
En ny metod för formulering av drivmedel för att använda grafenskum – material som används inom elektronik, optik och energienheter – för att driva rymdfarkoster utvecklas i Purdue Universitys Maurice J. Zucrow Laboratories, som är det största akademiska framdrivningslabbet i världen. Forskningen visar framgång med att öka förbränningshastigheten för fasta drivmedel som används för att driva raketer och rymdfarkoster.
"Våra framdrivnings- och fysikforskare gick samman för att fokusera på ett material som inte tidigare har använts i raketframdrivning, och det visar starka resultat, sa Li Qiao, en docent i flygteknik och astronautik vid Purdue's College of Engineering.
Forskargruppen, leds av Qiao, utvecklat metoder för att tillverka och använda kompositioner med fast bränsle laddat på starkt ledande, mycket porösa grafenskum för ökad förbränningshastighet för det laddade fasta bränslet. De ville maximera den katalytiska effekten av metalloxidtillsatser som vanligtvis används i fasta drivmedel för att förbättra nedbrytningen.
Grafenskumstrukturerna är också termiskt stabila, även vid höga temperaturer, och kan återanvändas. De utvecklade kompositionerna ger avsevärt förbättrad brännhastighet och återanvändbarhet.
En ny formuleringsmetod för drivmedel för att använda porösa grafenskum för att driva rymdfarkoster håller på att utvecklas vid Purdue University. Kredit:Purdue University
Qiao sa att grafenskummet fungerar bra för fasta drivmedel eftersom det är superlätt och mycket poröst, vilket innebär att den har många hål där forskare kan hälla bränsle för att hjälpa till att antända en raketuppskjutning.
Grafenskummet har en 3-D, sammankopplad struktur för att möjliggöra en mer effektiv termisk transportväg för värme att snabbt spridas och antända drivmedlet.
"Vår patenterade teknologi ger högre prestanda, vilket är särskilt viktigt när man tittar på områden som hypersonic, ", sa Qiao. "Våra tester visade en höjning av förbränningshastigheten på nio gånger den normala, med hjälp av funktionaliserade grafenskumstrukturer."
Qiao sa att Purdue grafenskumupptäckten har tillämpningar för energiomvandlingsanordningar och missilförsvarssystem, tillsammans med andra områden där det kan vara användbart att skräddarsy nanomaterial för specifika resultat.
