Grafeen: lichter dan water en zo sterk als diamant

Share Button

Het was al langer bekend dat grafeen een zeer sterk en licht materiaal is. Nu hebben Chinese onderzoekers ontdekt hoe de eigenschappen van grafeen nauwkeurig zijn in te stellen. Met hun nieuwe model kunnen ook de eigenschappen van grote stukken grafeen nauwkeurig worden berekend.

Grafeen als wondermateriaal
Grafeen lijkt op een soort kippengaas, bestaande uit een atoomdikke laag koolstofatomen. Grafiet (bekend van zachte potloden) bestaat uit laagjes grafeen. Het materiaal is extreem sterk, maar de laagjes glijden onderling gemakkelijk.

Op dit moment is het nog niet mogelijk grote stukken grafeen te maken, maar lukt dat, dan ontstaat een materiaal dat alle bekende materialen in kracht overtreft en tegelijkertijd zeer licht is.

Eigenschappen grafeen aan te passen

De treksterkte schiet omhoog bij CB-grafeen, waarbij de afstand tussen de laagjes grafeen twee keer zo groot is als normaal

De treksterkte schiet omhoog bij CB-grafeen, waarbij de afstand tussen de laagjes grafeen twee keer zo groot is als normaal

En er is nog meer goed nieuws. Het is mogelijk de treksterkte exact aan te passen door de onderlinge dwarsverbindingen van de laagjes grafeen aan te passen. Nu is het dus mogelijk om de eigenschappen van grafeen (en andere materialen die uit atoomdikke laagjes bestaan) precies zo te berekenen en aan te passen als gewenst.

De onderzoekers berekenden dat als ze extra dwarsverbindingen aan grafeen toevoegen, het materiaal ook veel luchtiger en twee keer lichter wordt dan standaard grafiet. Dit zou het materiaal voor bijvoorbeeld vliegtuigbouwers uiteraard zeer interessant maken. Het brandstofverbruik van een vliegtuig hangt rechtstreeks samen met het gewicht. Ook andere vervoermiddelen zoals auto’s en -vooral- ruimtevaartuigen, waarbij elke kilogram telt, zullen qua energieverbruik sterk profiteren van lichte, sterke materialen.

Grafeen als vervanger voor de meeste metalen
De mogelijkheden en implicaties hiervan zijn in principe enorm. Grafiet zal een zeer waardevolle grondstof worden, het belang van structurele metalen zal afnemen (al zullen ze belangrijk blijven als elektrische geleider). Zodra onderzoekers er in slagen om grafeen rechtstreeks te produceren, betekent dit dat er werkelijk eindeloze voorraden bouwmateriaal zijn, want koolstofatomen (waar grafeen uit bestaat) komen op aarde zeer veel voor. Met voldoende energie breekt dan een tijdperk van overvloed aan. De enige beperkende factor wordt dan het voorkomen van milieubelasting.

Bronnen
MIT Technology Review: Arxiv blog: How To Make Graphene Paper
Mechanical properties of graphene paper

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

1 reactie

  1. Jacques Mols schreef:

    Grafeen kun je zelf eenvoudig winnen.
    Ikzelf heb een actieve elektrolyse cel gemaakt, bestaande uit een cola-blik, cola, oud papier, zout, een spijker en een hard tekenpotlood.
    De kern van het harde tekenpotlood bestaat uit een klei-grafiet verbinding. Bij mij is het potlood de pluspool. De spijker is de minpool.  Het elektrolyt, de ladingsdrager, bestaat hier uit een gelei achtige oplossing gemaakt van cola, citroenzuur, oude kranten en zout. Plaats op de pluspool een spanning van 9 volt uit een labvoeding.   Na 1 middag onder spanning gestaan te hebben, zit er om de spijker een laagje koolstof. En dat laagje koolstof mag je grafeen noemen.
    Bij mij werd het van de spijker na droging gewonnen en op tape gestrooid. Met de tape kon ik zo een flexibele elektrische koppeling maken. Op allerlei elektrische schakelingen.
     

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger