Mischa Brendel
Onderzoekers van de TU Delft hebben een model ontwikkeld dat de grootschalige productie van ultradun grafeen mogelijk moet maken.
Grafeen bestaat uit extreem dunne koolstoflaagjes en heeft voor de industrie zeer nuttige thermische, elektronische en mechanische eigenschappen. Zo is een enkele grafeenlaag circa honderd keer zo sterk als het sterkste staal van dezelfde dikte.
Hoewel het materiaal zelf zeer goedkoop is – nog een voordeel voor de industrie – is het tot nu toe niet mogelijk om het grootschalig te produceren. ‘Ons model is het eerste dat gedetailleerd laat zien wat er gebeurt op micro- en nanoschaal wanneer grafeen wordt geproduceerd uit gewoon grafiet door energetische vloeistofmenging’, aldus onderzoeksleider dr. Lorenzo Botto.
Een veelbelovende grafeenproductietechniek is het zogenoemde liquid-phase exfoliation. Bij deze techniek wordt grafiet in een vloeistof ‘geschoven’ totdat er grafeenlaagjes loskomen. De vloeistof zorgt daarbij dat de grafeenlaagjes voorzichtig loskomen. Op labschaal is dit proces al met succes uitgevoerd, en in sommige gevallen zelfs op iets grotere schaal. Maar om het op industriële schaal te kunnen ontwikkelen, ontbreken bepaalde parameters in het productieproces. Zonder deze parameters kunnen de grafeenlagen bij het ‘afschaven’ beschadigen.
Het model van Botto en zijn team lijkt in staat die ontbrekende parameters vast te stellen, wat industriële productie van grafeen mogelijk maakt. Daarmee kan grafeen zijn doorgang vinden naar producten voor de consumentenmarkt. Zo zou het koperen bedrading kunnen vervangen en gebruikt kunnen worden in de ontwikkeling van koolstof-batterijen.
De bevindingen zijn inmiddels gepubliceerd in The Journal of Chemical Physics.
