Lichtste materiaal ooit ontwikkeld

Share Button

Een materiaal zes maal lichter dan lucht. Wat kan je met een materiaal dat per liter slechts 0,2 gram weegt? Aerografiet kent nu al een aantal opmerkelijke toepassingen.

Aerografiet ziet er uit als een zwarte, transparante spons. Het materiaal is extreem licht en toch sterk.

Aerografiet ziet er uit als een zwarte, transparante spons. Het materiaal is extreem licht en toch sterk.

Wat is aerogel?
In de jaren dertig werd voor het eerst een opmerkelijk materiaal ontwikkeld. Aerogels, ook we bekend als bevroren rook, bestaan bijna voor honderd procent uit lucht, maar zijn toch mechanisch opvallend sterk. Dit komt omdat de atomen van de dragende substantie zijn verdeeld als een netwerk, waardoor elk atoom een volledige bijdrage levert aan de mechanische sterkte van het materiaal. Dit verklaart waarom een materiaal dat vrijwel geheel uit lucht bestaat, qua sterkte toch maar weinig inlevert ten opzichte van massief materiaal. Aerogels isoleren ook erg goed, omdat warmte door het dunne netwerk moet stromen. Het gevolg is dat bepaalde types aerogel zo goed isoleren dat een huis, geïsoleerd met een dikke laag van deze aerogel, warm kan worden gehouden met een kaars.

Aerografiet
Aerografiet is zes maal zo licht als lucht. Dat is de opmerkelijke prestatie van professor Karl Schulte en Matthias Mecklenburg van de Technische Universiteit Hamburg en professor Rainer Adelung van de Christian-Albrechts-Universität te Kiel. Bijzonder aan aerografiet is dat het materiaal bestaat uit koolstofnanobuisjes in netwerkvorm. Zoals bekend behoren koolstofnanovezels tot de allersterkste vezels die we kennen. Het gevolg is dat de draagsterkte van het materiaal 35 maal zo groot is als een vergelijkbaar gewicht van een standaard aerogel: 1600 kg per vierkante meter. Dit maakt het materiaal ideaal voor toepassing in bijvoorbeeld de lucht- en ruimtevaart als schokdemper. Aerografiet kan tot factor duizend worden samengedrukt en weer terugveren tot de oorspronkelijke vorm. Alle vormen van grafiet, ook aerografiet, geleiden stroom. Dat maakt aerografiet ook geschikt als materiaal om extreem lichte batterijen van te ontwikkelen.

Bron:
1. Weltrekord: Das leichteste Material der Welt kommt aus Norddeutschland, persmededeling Technische Universiteit Hamburg, 2012
2. M. Mecklenburg et al., Aerographite: Ultra Lightweight, Flexible Nanowall, Carbon Microtube Material with Outstanding Mechanical Performance, Advanced Materials (2012)
3. Aerographite (Beta), Aerogel.org

Share Button

Germen

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

Dit vind je misschien ook interessant:

25 reacties

  1. Marc Boom schreef:

    Als het zesmaal zo licht is als lucht, kan het mogelijk ook een goede vervanger zijn van helium? Misschien dat dat interessant is voor bv zeppelin’s, welk vooral in moeilijk begaanbare gebieden handig zijn.

    • moerstaal schreef:

      Ik neem aan dat dit niet kan omdat de loze ruimte in het materiaal niet vacuum kan zijn bij gewone atmosferische druk. Wat wellicht wel kan is een helium ballon een bepaalde vorm en stevigheid geven.

      • Germen schreef:

        Marcs idee kan wel degelijk denk ik.  Bij een relatief zeer grote ‘ballon’ geeft dit materiaal zoveel tegendruk aan de atmosfeer dat het toch kan zweven. Alleen is er op di moment helaas nog geen geschikte methode om dit in bulk te maken. Een fluffball van dit spul zou ook ideaal zijn om de ruimte om de aarde schoon te vegen van ruimtepuin.

  2. jopie schreef:

    Bouwsteen voor vliegtuigbouw en autobouw?
     

  3. c schreef:

    Dan Komt die ruimtelift een enorm stuk meer dichterbij ook. Enorm veel hogere wolkenkrabbers. Zwevende aardbevingsvrije Steden.Eilanden. Giga Ruimtekolonien. Vliegvelden op Zee. Gewichtsreduceerders in van alles. Nieuw reizen. Als het nou nog in vacuum te produceren is hebben We het ideaalste isolatiemateriaal en Bouwmateriaal voor Huizen.Nou maar hopen …steeds hopen weer…dat dit Samengaat met gezondheid en natuur. Mijn huisje kan dan aan een touwtje met Me mee naar waar Ik wil wonen.
     
    Grootste nekkebreker in al dit soort ontwikkelingen IS de economie banksterbelangen wat ze aan Ons Bestaan en vergaan hebben gekoppeld die slimmerikken die ze zijn via hun schulden bedrijven economien. Dan zal de paniek om massa werkeloosheden ondergang en uithuisdrijvingen de begravenisondernemer wel weer zijn…terug naar de teer en vochtige onbetaalbare plaggenhutjes die elke 20 tot 40 jaar afgebroken worden maar weer omdat iemand zijn rekeningen moet betalen van Mijn ondergang.
     
    Maar Wow wát We wel zouden kunnen er mee.
    Vraag Me af of productie met Waterstof -kleinste Element -dan mogelijk is om vacuumgrafietgell te krijgen en dat waterstof (al dan niet met temperatuurmanipulaties tussen productie en eindfase er mee of er bij) er later uitgezogen worden kan.Kan het gelijk als gasscheider ook gebruikt worden.

  4. antares schreef:

    In een eerder gepubliceerd artikel over aerogel, (niet hier) hebben we het al gehad over het vacuum trekken van zo’n gel. Dat was toen je nog met Philip Dröge werkte Germen. Het idee van Marc is goed, maar ik vraag mij af of men dit ondertussen al uitgeprobeerd heeft met die aerogels van toen.

    • Bemoeier schreef:

      Er staat niks over in Wikipedia, dus ik denk het niet.

    • c schreef:

      Dat het 1000 voudig samengedrukt kan worden geeft aan dat het zo lek is als een mandje. Met de sterkte van 1600kg/m2 = 0,16kg/cm2 =0,16Bar er Bij Kan het opgepompt worden met eigen veerkracht met zweefgas op een licht resterende onderdruk van ca 0,84 Bar. Wel sealen dan.
       
      Als het gesealed is Zal het vast een veel hoger samendrukkingsweerstand en stijfheid hebben. Waarbij er met hogedrukpersingen mischien isolaties ruimten vloeren en wanden oa van zijn te maken.

      • antares schreef:

        Allemaal eenvoudige problemen die zo opgelost zijn, kunnen dergelijke experimenten niet in de weg gestaan hebben. Ik denk dat de reden waarom dit nog niet toegepast is, er een is die met de veiligheid in de luchtvaart in verband staat. Verlies je de controle over dit goedje, dan blijft het voor lange tijd in onbekende banen rondzweven, verspreid in allerlei brokstukken. Daaraan kan dan wel degelijk zwaarder materiaal verbonden zijn, dat grote schade aan het vliegverkeer kan toebrengen. We hebben al ruimtepuin genoeg in een baan om de aarde, als je dat ook nog in de atmosfeer krijgt, is vervoer door de lucht straks ook alleen nog maar mogelijk met trage luchtballonnen. In ongesealde vorm kan het mogelijk wel goede diensten als isolatiemateriaal in heteluchtballonnen dienen, en overal elders natuurlijk waar dit kan.

        • c schreef:

          Het IS ongeveer het sterkste materiaal dat er is DUS brokjes en wrakjes kun je vergeten. Kan Me zelfs voorstellen dat het tevens ZEER botsingsresistent is.
           
          Als een dikke laag van dit deels met gratis zeewater wordt aan onderzijde gevuld voor massa en gewicht en de rest opgepompt met lucht heeft men vliegvelden en eilanden skibergen en gigadomes gigaopslag voor zoetwaterijbergen van de polen enzovoort. Vraag of rif er op wil groeien en als dijkverstevigingen iets is. Het kan als glaswol mat en doek vervanger in polyester en epoxytoepassingen modelbouw ulf´s vliegtuigen….Waterstofzakken Zuurstofzakken Domes onder Zee …ect etc etc
           
          Er zijn ook al nanomateriaal manipulatietechnieken om eigenschappen als trek drukkrachten stijfheid te manipuleren al naar behoeften en dus zijn eventuele problemen NIET zomaar onoplosbaar.

        • antares schreef:

          Ben je wel eens met de realiteit bezig?

        • c schreef:

          Geef daar maar een definitie van dan kan Ik je mischien antwoord geven. Ik Vind Mijn antwoord op je bezwaren wel reaal. Toepassingsgebieden Vermelden ook Wel daar Dit een bijdrage kan geven aan meer Kans op daadwerkelijke toepassingen.

        • antares schreef:

          “Het is ongeveer het sterkste materiaal dat er is, dus brokjes en wrakjes kun je vergeten.” Dat is het voor mij relevante deel, op grond waarop ik mijn opmerking maakte. De overig genoemde toepassingsgebieden vind ik visionair correct, en ook goed bedacht. Dit geef ik aan het eind, in mijn opmerking van 12 juli om 2036 ook anticiperende, dus vooruitziende op wat daarover geschreven kan worden al aan. “en overal elders natuurlijk waar dit kan.” Mijn bezwaren en kritiek draait daar alleen dus om, waar het gaat om het achteloos wegwuiven van de problemen, die dit materiaal in de luchtvaart kan gaan geven. Dat je daaronder andere opmerkingen en toepassingen vermeld dan waar mijn bezwaren golden, ben ik van je gewend, maar blijf voortaan in je antwoorden wat meer rechtstreeks to the point. Dan ontstaat hierover ook geen verwarring waar anderen zich dan weer mee gaan bemoeien, met opmerkingen aan het adres van Julie bijvoorbeeld. Volkomen overbodig en off topic. 

        • moerstaal schreef:

          Hij klinkt anders wel visionair. Daarom vond ik Julie haar sneer naar hem een week of wat geleden ook zeer ongepast.

        • Julie schreef:

          Ik had het ook graag anders gewild.

        • moerstaal schreef:

          Moderatie op http://www.biflatie.nl heel goed. Ik ken de eigenaar, die heeft hier in São Paulo gestudeerd. Als iemand het te bont maakt wordt de bijdrage verwijderd en een hint gegeven om het voortaan leesbaar te houden (blijft u on topic aub / gelieve geen haat te verspreiden, etc.) . Door gewoon de modereren, mensen op een constructieve manier aan te spreken en zelfs kennis te maken met mensen door email en bellen ! blijft de sfeer goed en het forum leesbaar.

        • Julie schreef:

          daar streef ik ook naar. We denken mensen inderdaad aan te kunnen spreken op hun reacties en hun de kans te geven op verbeteringen, zeker wanneer de inhoud toch de moeite waard is. Met C. is alles redelijk goed gekomen en we hopen dat dit blijft doorzetten. Bedankt voor je suggestie Moerstaal, normaal gesproken moet dit werken inderdaad.

  5. Robbieknor schreef:

    Moet iemand mij toch uitleggen wat er tussen de draden zit: vacuum of lucht. Als het vacuum is moet er iets zijn dat het vacuum niet opheft: een vlies, flim, membraan, huid….noem maar op. Anders kan het vacuum niet in stand blijven. Zit er daarentegen lucht tussen de vezels, dan is het onmogelijk dat het geheel 6 keer lichter is dan lucht. Daar hoef je niet voor gestudeerd te hebben. 

    Nu de schrijver van dit artikel weer !

    • Bemoeier schreef:

      Die is meestal niet zo scheutig met antwoorden.

    • c schreef:

      Ja Zeker Kan het zesmaal lichter dan Lucht. Men Reset cq offset Simpel Voor Meting het gewicht Lucht weg en Houdt over Nettogewicht Materiaal. Zo Kan gewicht van spul op keukenwegschalen ook met en zonder schaal of houder Gemeten Worden. No porblemo probemlo poremlo por favor pro flavor.(Watch out for tonguefractures)

  6. Daan schreef:

    Ja inderdaad. Aan alle reacties hier denken mensen aan een soort antigravitatie. Zes maal lichter dan lucht betekent voor het totaalgewicht gewoon dat het materiaal + lucht in de porieen 7/6 t.o.v. lucht is, dus in totaalheid zwaarder dan lucht. 

    Ook al zou dit materiaal helium (of waterstof) kunnen dragen zou dit nog steeds meer gewicht opleveren dan een grote(!) balon. Dit komt omdat het volume van een bol 4/3*pi*r^3 (door de macht 3) t.o.v. het oppervlak van een bol 4*pi*r^2 (macht 2) een factor 10 lichter wordt met elke vertienvoudiging van de straal

    • c schreef:

      Grafeen of nanografiet een der sterkste materialen.
      Wát als Dán Grootte Zeppelins van Grafeenhuid Gemaakt Worden “Én Dát Vacuum Gezogen? Heeft Men De Goedloopste Gratis en Onderhoudsvrije Zwevert Van het Land. Zweefkracht te Regelen Met Simpel Pompje aan Óf Kraantjes Open te zetten.
      Beter Dan waterstof.
       
      Kan Men mee Naar Platforms Vliegen Die Weer Aansluiten Op de Ruimtelift Die met Zijn Slurfje in de Atmosfeer Hangt.

  7. jacob lageveen schreef:

    Ongelooflijk is het, wat ze kunnen maken. Nog veel ongelooflijker vind ik het dat dergelijke lichte sterke materialen dus al sinds de jaren 30 beschikbaar zijn, maar dat deze relatief bijna niet zijn geintegreerd in onze maatschappij.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger