Il grafene è stato a lungo considerato un materiale meraviglioso. Innegabilmente, ha proprietà sorprendenti:più resistente dell’acciaio, un conduttore elettrico migliore del rame e più leggero di quasi qualsiasi altra cosa con proprietà simili. E sebbene sia stato parzialmente adottato nelle tecnologie spaziali, rimangono molti casi d'uso in cui una forma pura del materiale potrebbe apportare notevoli vantaggi all'industria spaziale.
Per dettagliare queste opportunità, un gruppo di scienziati dell'Agenzia Spaziale Italiana ha recentemente pubblicato un articolo su Nanomateriali che ha esaminato il ruolo del grafene nell'esplorazione spaziale e dove potrebbe avere un impatto ancora maggiore a breve.
Quando viene utilizzato nelle tecnologie spaziali, ritorna semplicemente in un luogo in cui già esiste naturalmente. La ricerca ha dimostrato che fino all’1,9% del carbonio medio interstellare è costituito da grafene. Viene creato durante il processo distruttivo di una stella in agonia e si diffonde in tutta la galassia come parte di quel processo.
Sfortunatamente, ricreare una supernova non è particolarmente facile qui sulla Terra (basta chiedere a qualsiasi fisico nucleare). E creare il grafene qui sulla Terra non è facile, almeno non nella scala necessaria per realizzare tutte le sue proprietà materiali. Ma anche un po' di grafene aggiunto al mix fa la differenza.
In genere, gli ingegneri combinano il grafene con diversi metalli e polimeri per applicazioni spaziali, dando origine a una classe di materiali noti come nanocompositi. Anche questa piccola quantità di materiale meraviglioso può avere benefici positivi significativi per il composito risultante, sia aumentandone la conduttività termica che la rigidità. Alcuni compositi possono anche essere usati come sensori, con la loro uscita che controlla cose come il posizionamento dei razzi.
Altri casi d’uso, come vele solari, antenne e sistemi antiusura, mostrano quanto possa essere versatile il grafene. Ma dove andiamo da qui? Non esiste ancora un modo per creare con successo il grafene puro con le proprietà fisiche che desideriamo. Ma ci sono molte ricerche su come farlo.
Come per tante altre aree della ricerca scientifica ultimamente, la Cina è in prima linea nello sviluppo di tale metodologia. Secondo lo studio, la Cina controlla il 71% dei brevetti globali sul grafene e otto delle dieci migliori università che ricercano il grafene si trovano nel paese. Anche la Cina ha un solido programma spaziale, ma la sua economia spaziale non è così sviluppata come quella degli Stati Uniti o dell'UE, quindi potrebbe volerci un po' di tempo prima che i progressi del paese vengano adottati più ampiamente nel settore spaziale.
Ulteriori informazioni: Tanya Scalia et al, Dallo spazio protosolare all'esplorazione spaziale:il ruolo del grafene nella tecnologia e nell'economia spaziale, Nanomateriali (2023). DOI:10.3390/nano13040680
Fornito da Universe Today