Polskie ESA i AGP opracowują oparty na grafenie dwufunkcyjny czujnik magnetyzmu i temperatury

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) ogłosiła, że ​​wspierany przez nią projekt stworzył połączony czujnik temperatury i magnetyzmu. „Ilekroć możemy zrobić więcej za mniej, jest to dobry wynik dla sektora kosmicznego”, zauważa specjalista ds. Materiałów ESA, Ugo Lafont. „Dzięki wyjątkowym właściwościom grafenu, nasz prototypowy dwufunkcyjny czujnik może mierzyć siłę pola magnetycznego podczas odczytów temperatury.

Prototypy dwufunkcyjnych czujników obrazu ESA i AGP

„Nasze testy pokazują, że czujnik działa niezawodnie od temperatury pokojowej do 12 stopni Kelvina. Zwykle wymagane są oddzielne czujniki temperatury, aby dokładnie mierzyć te szerokie zakresy temperatur, aż do poziomów kriogenicznych. „

Wśród innych właściwości grafen jest doskonałym przewodnikiem elektrycznym i właśnie w tej charakterystyce wykorzystuje się nowy czujnik dwufunkcyjny.

„Wewnętrzna rezystancja elektryczna grafenu zmienia się w funkcji temperatury, co umożliwia czujnikowi bardzo dokładne pomiary w całym zakresie temperatur”, dodaje Ugo. „Ponadto czujnik wykorzystuje zjawisko zwane efektem Halla, w którym różnica napięcia w przewodniku elektrycznym jest wytwarzana w obecności pola magnetycznego”.

„Może się to wydawać dość proste, ale aby projekt zadziałał w praktyce, potrzebowaliśmy bardzo wysokiej jakości arkusza grafenu o dużej skali, o wielkości prawie centymetra kwadratowego. To tutaj do Polski wkroczył nasz partner Advanced Graphene Products. „

Advanced Graphene Products (AGP) wykorzystuje do produkcji grafenu metodę osadzania, w której warstwa grafenu jest budowana na powierzchni opracowanej po raz pierwszy na Politechnice Łódzkiej w Polsce.

„Nasz wysokowytrzymały metalurgiczny grafen polega na tworzeniu się płatków grafenu na powierzchni ciekłej miedzi, wytrąconych z roztworu miedzi i węgla” – wyjaśnia Dominika Kuten. „To różni się od stałych powierzchni, które nasi konkurenci używają do standardowego chemicznego osadzania z fazy gazowej.

„Ta płynna powierzchnia jest tak gładka w porównaniu z jej stałym odpowiednikiem, że płatki grafenu łączą się ze sobą, minimalizując nakładanie się i niezgodności. Wdrożyliśmy naszą technologię do masowej produkcji i możemy produkować arkusze grafenowe o długości do 1m. „

Kolejnym krokiem było wyrównanie arkusza grafenu od AGP do złączy elektrycznych czujnika z precyzją w skali molekularnej, a następnie bezpieczne zamknięcie go, zadanie wykonane przez PORT Polski Ośrodek Rozwoju Technologii.

Test prototypu czujnika został przeprowadzony w AGP i na Politechnice Łódzkiej, wykazując dokładność do jednej setnej stopnia.

„Jeśli chodzi o przestrzeń, istnieje potencjał do wykorzystania na wielu innych rynkach, w tym urządzeń kriogenicznych, na rynkach energii i energii, a nawet do produkcji żywności i napojów” – dodaje Ugo.

Naukowcy powiedzieli, że następnym krokiem będzie uczynienie projektu jeszcze mniejszym i bardziej przyjaznym, podczas pracy nad innymi koncepcjami czujników opartych na grafenie, takimi jak wykrywanie śladowych ilości zanieczyszczeń, a nawet drobnoustrojów, poniżej granicy wykrywalności tradycyjnych czujników.

„Mówiąc szerzej, staramy się dodać grafen dla lepszych baterii i innych metod magazynowania energii, a także składnik dodawany z różnych materiałów, aby zwiększyć jego wytrzymałość i właściwości elektryczne”.