Grafeen, nieuw wondermateriaal gaat de wereld veranderen

Grafeen! Onthoudt die naam, het gaat de technologische wereld veranderen en u, als consument, gaat dat zeker merken. Grafeen is 200 maal sterker dan metaal, sterker dan diamant en slechts 1 (!!!) atoomlaag dik. Grafeen is transparant, geleidt beter dan koper en is zo flexibel als plastic folie. Grafeen is gelijk ook het lichtste materiaal dat wij kennen. Lees hier alles over diverse toepassingen van Grafeen…

André Geim en Konstantin Novoselov wonnen in 2010 de Nobelprijs in de natuurkunde voor hun onderzoek naar Grafeen. Dit wondermateriaal bestaat uit slechts één enkele laag koolstofatomen. De atomen liggen gerangschikt in een perfecte honingraat. Omdat het slechts één atoomlaagje dik is, is Grafeen transparant. Eigenlijk werd het Grafeen bij toeval ontdekt, een restje potloodvijlsel bleef plakken op een stukje plakband als een dun laagje. Het koolstoflaagje bleek bijzondere eigenschappen te hebben.. Een bijzondere eigenschap van Grafeen is dat het niks doorlaat, behalve water. Daarnaast is het een soort supergeleider voor energie. Al deze bijzondere eigenschappen van Grafeen bij elkaar opgeteld maken het tot een écht wondermateriaal. Er zijn met dit materiaal ontzettend veel toepassingen mogelijk. Een aantal daarvan som ik hieronder voor u op..

Praktische toepassingen van Grafeen:

De ultieme waterfilter

Ik begin gelijk met de belangrijkste en volgens mij mooiste toepassing van Grafeen. Omdat dit materiaal helemaal niks doorlaat, behalve water, kan er op grote én goedkope schaal drinkwater geproduceerd worden. Meer dan 70% van onze aarde bestaat uit zout zeewater. En toch komen nog steeds veel te veel mensen om van de dorst. Grafeen kan vrij simpel het zout uit zeewater filteren. Dit kan zo op een veel goedkopere manier, maar ook de kwaliteit van vers drinkwater gaat veel beter worden. Momenteel worden commerciële mogelijkheden onderzocht.

Oprolbare televisies en smartphones

Grafeen geleid ontzettend goed en is zeer warmtebestendig. Slechts uit enkele lagen op elkaar gestapeld Grafeen is voldoende om beelden op een scherm weer te geven. Het geleid veel beter, de weerstand is veel lager. Zo kunnen televisies en smartphones zo dun gemaakt worden dat ze letterlijk op te rollen zijn. Je kan bijvoorbeeld je smartphone op je onderarm plakken en er op die manier mee werken. Samsung, Zuid-Korea, heeft al een methode ontwikkeld om grotere vellen Grafeen te produceren.

Zonnepanelen

Toepassing van Grafeen in zonnepanelen zal het rendement gaan verhogen. Grafeen geleid warmte veel beter en het kan als een soort folie op zonnepanelen aangebracht worden. In samenwerking met nieuwe krachtige batterijen, heeft u met wat zonnepanelen bijvoorbeeld uw eigen 'tankstation' voor uw elektrische auto aan huis. Zonnepanelen met Grafeen-toepassingen zijn nog steeds in de testfase. Er wordt ook al ge-experementeert met goedkope zonnecellen waar het dure platina wordt vervangen door Grafeen. Ook in de omvormers die nodig zijn voor zonnepanelen, kan grafeen een rol gaan grote spelen.

Batterijen

Wetenschappers hebben een dergelijke batterij reeds ontwikkeld. De nieuwe batterij is speciaal ontwikkeld voor mobiele telefoon of laptop. Dankzij een combinatie van Grafeen en Titaandioxide zal de ion-lithiumbatterij snel voltooid verleden tijd zijn. Het is mogelijk om de kleine krachtpatsers in tien minuten te laden, door een supergeleidend laagje van Grafeen op de batterijen te 'plakken' . De twee onderzoekers die verantwoordelijk zijn voor deze toepassing hebben reeds een award ontvangen. Als je denkt dat tien minuten al snel is, dan wordt je nog blijer als je hoort dat je in theorie je laptop en je telefoon zelfs in enkele seconden kan opladen. Dat zou een fantastische ontwikkeling zijn voor de toepassing in elektrische auto's bijvoorbeeld. Houdt in ieder geval de nieuwe modellen van laptops en mobiele telefoons goed in de gaten. De nieuwe batterij komt er spoedig aan!

Lucht- en Ruimtevaart

De ongelooflijke krachten van Grafeen maken het mogelijk vliegtuigen stukken lichter te maken. De besparing van brandstoffen kunnen hierdoor enorm oplopen. Ruimtevaartuigen kunnen met behulp van Grafeen sterker en lichter gemaakt worden. Door het toevoegen van Grafeen aan de constructie worden deze sterker én lichter, brandstoftanks worden dankzij grafeen ook veiliger.

Grafeen spoort drugs en doping op

Een 'proof-of-concept' (bewijs dat een principe werkt) is al geleverd. Grafeen maakt het mogelijk om de kleinste deeltjes op te sporen. Deze methode kan toegepast worden bij het opsporen van drugs en doping bij sporters (wielrennen bijvoorbeeld), maar er kunnen ook ziektes en virussen worden opgespoord dankzij de eigenschappen van Grafeen. Er kunnen in de toekomst kleine apparaatjes vervaardigd worden die bijvoorbeeld door huisartsen gebruikt kunnen worden voor het opsporen van ziektekiemen bij patiënten. Slecht nieuws voor bolletjesslikkers, want apparaten voor beveiliging bij vliegvelden gaan ook beschikbaar worden. Nobelprijswinnaars Andrei Geim en Konstantin Novoselov zijn nauw betrokken bij het onderzoek naar deze toepassingen.

Computerchips

Chips kunnen nóg kleiner gemaakt worden. De kanaaltjes die normaliter over een siliciumchip lopen, zullen op de Grafeenchips uit slechts één rij van atomen bestaan. U moet zich voorstellen dat 3 miljoen opgestapelde Grafeen-velletjes zo dik als een potloodpunt zijn! Naast computerchips kan grafeen toegepast worden in modulators, geleiders en bijvoorbeeld condensatoren.

Hoewel Grafeen nog in de kinderschoenen staat, is de behoefte groot aan een dergelijk materiaal. Wereldwijd zijn inmiddels duizenden patenten aangevraagd voor de meest uiteenlopende toepassingen. Op het gebied van grafeen gebeurd zoveel, dat we er op deze website een complete categorie aan gewijd hebben.