Experiment met grafeen als materiaal voor zonnezeilen een succes

GrapheneX, een team van promovendi van de TU Delft, heeft grafeen getest als materiaal voor toekomstige zonnezeilen. Het experiment is een succes geworden. Tijdens de vijf runs van het experiment in de valtoren van ESA in Bremen observeerde het team de directe beweging van hun grafeenmonsters onder invloed van laser.

Het team van promovendi van de TU Delft testte het potentieel van grafeen voor voortstuwing in de ruimte in het kader van de campagne ‘Drop Your Thesis!’ van ESA, die studenten de kans biedt om een experiment in microzwaartekracht uit te voeren bij de valtoren van het ZARM in de Duitse stad Bremen. Om condities van extreme microzwaartekracht te creëren, tot een miljoenste van de zwaartekracht van de aarde, werd een capsule op en neer gekatapulteerd in de 146 meter hoge toren. Dit leidde tot een periode van 9,3 seconden gewichtloosheid.

Het experiment was ontstaan uit een samenwerkingsverband tussen het GrapheneX-team bij de TU Delft, het onderzoeksinitiatief Graphene Flagship en de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). Het TU Delft Space Institute ondersteunde het project ook. “We weten dat grafeen veel mogelijkheden biedt. Een ervan heeft men al vroeg ingezien: toepassingen in de ruimte. En dit is wereldwijd de eerste keer dat grafeen is getest in een ruimteachtige toepassing”, zegt professor Andrea Ferrari (Universiteit van Cambridge, Verenigd Koninkrijk), Science and Technology Officer van het Graphene Flagship.

Stralingsdruk

Het GrapheneX-team heeft een experiment ontworpen en opgezet om grafeen te testen voor gebruik in zonnezeilen, waarbij vrij zwevende grafeenmembranen van Flagship-partner Graphenea werden gebruikt. Ze wilden testen hoe de grafeenmembranen zich zouden gedragen onder stralingsdruk van lasers. In totaal is het experiment vijf keer uitgevoerd tussen 13 en 17 november 2017. Aan het begin van de week waren er wat technische problemen, maar het team heeft uiteindelijk met succes de directe beweging van het grafeen onder invloed van de laser geobserveerd en analyseert nu de resultaten.

“De belangrijkste les is dat er altijd iets zal gebeuren en dat je bereid moet zijn om iets aan te passen of te veranderen”, zegt Santiago Cartamil Bueno, teamleider van GrapheneX. “Uiteindelijk gaat het om de ervaring, dus je moet vooral nieuwe uitdagingen creëren en er lering uit te trekken, klaar zijn om meer ervaring op te doen en de volgende stap te zetten.”

“Er zijn altijd zoveel dingen die je niet kunt testen voor het eigenlijke vallen, dus je weet nooit echt wat er gaat gebeuren. Dat maakt het een beetje eng, maar ook opwindend”, zegt Vera Janssen, teamlid van GrapheneX. Het GrapheneX-team heeft het aanbod gekregen om het experiment te herhalen, zodat ze meer resultaten kunnen verkrijgen over de invloed van stralingsdruk op grafeen.