بهبود خواص حرارتی و الکتریکی ماهواره با نانو مواد

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ آژانس فضایی اروپا اقدام به آزمایش نوعی کامپوزیت تقویت‌شده با گرافن در ماهواره‌ها کرده است. آن‌ها به دنبال این سوال بودند که چگونه افزودن گرافن و سایر نانومواد می‌تواند خواص حرارتی و الکتریکی ماهواره را بهینه کند. خلاء فضایی است که ماهواره در آن می‌تواند همزمان گرم و سرد باشد، به طوری که بخشی از آن در نور خورشید و بقیه در سایه است. دانشمندان برای به حداقل رساندن درجه حرارت در بدنه ماهواره تلاش می‌کنند، زیرا تجمع گرما ممکن است منجر به خارج شدن قطعات از تراز یا حتی اعوجاج شود. یکی دیگر از پیامد‌های نامطلوب در شرایط خلاء با عایق بالا، ایجاد بار الکتریکی در سطوح ماهواره‌ای است که در نهایت ممکن است منجر به حوادث مخرب یا تخلیه بار شود. مواد کامپوزیتی به طور فزاینده‌ای جایگزین قطعات فلزی سنتی روی ماهواره‌ها می‌شوند، اما این مواد مبتنی بر پلیمر از رسانایی حرارتی و الکتریکی کمتری برخوردارند.
یک شرکت مستقر در یونان بر پروژه آژانس فضایی اروپا نظارت دارد تا گرافن و سایر نانومواد دوبعدی را به مواد کامپوزیت پیش آماده مورد استفاده در ساخت پانل‌های ماهواره‌ای و همچنین چسب‌ها اضافه کند.
این پروژه از طریق برنامه فناوری پشتیبانی عمومی آژانس فضایی اروپا (GSTP)، پشتیبانی شد. مدیر بازرگانی این شرکت گفت: ایده استفاده از فناوری نانو برای اصلاح این مواد کامپوزیت ساختاری برای افزایش عملکرد حرارتی و الکتریکی آن‌ها بوده است.
مهندس مواد و فرآیند گفت: ما قبلاً می‌دانستیم که این ایده در اصل کار می‌کند، بنابراین این پروژه یک مطالعه بنیادین نبود. این پروژه بیشتر در جهت بهبود محصولات و اعتبارسنجی این بود که محصول تقویت‌شده با فناوری‌نانو بتواند در محیط صنعتی مناسب کار کند.
دو ساندویچ پانل پلیمری تقویت‌شده با فیبر کربن (CFRP) برای آزمایش ساخته شد، یکی با استفاده از مواد معمولی و دیگری با نانومواد تقویت شده ساخته شد. هر دو پانل در معرض لرزش و چرخه حرارتی قرار گرفتند که شرایط محیطی مربوطه را شبیه‌سازی می‌کرد. بازرسی‌های اضافی مانند تست چکش و ردیابی لیزری برای تأیید این‌که آن‌ها الزامات تعیین شده را برآورده می‌کنند، انجام شد.
افزودن گرافن به مواد چسبنده، رسانایی الکتریکی آن را چندین مرتبه افزایش داد، در حالی که رسانایی حرارتی را نیز سه برابر افزایش داد و عملکرد ساختاری آن را حفظ کرد. همچنین افزایش ۲۵ درصدی در هدایت حرارتی در کامپوزیت نشان داده شد.