Het dunste, lichtste én sterkste materiaal ooit: grafeen

time icon Aangepast
TU Delft / Jos Wassink
Geschreven door
Jurjen IJsseldijk
Redacteur NOS op 3

Onderzoeker Shou-En Zhu aan de TU Delft zegt dat hij grafeen kan produceren op een manier die mogelijk duizend keer minder kost dan nu. Als dat klopt, is dat goed nieuws voor de technologische wereld. Grafeen is namelijk onvoorstelbaar sterk, maar ook akelig duur. 

Een maand voor hij zijn proefschrift moet verdedigen, bezochten we onderzoeker Shou-En Zhu in Delft. 

Deze browser wordt niet ondersteund voor het spelen van video. Update uw browser naar Internet Explorer 10 of hoger om video af te kunnen spelen.

Het wondermiddel van de toekomst: grafeen

'Grafeen?', horen we je denken. Grafeen. Een stofje dat bestaat uit één laag koolstofatomen. Volgens wetenschappers is het een van de sterkste materialen die er bestaan. "Grafeen geleidt elektriciteit heel goed", zegt wetenschapsjournalist Diederik Jekel. "En dat is weer handig voor het scherm van bijvoorbeeld smartphones, want het is sterk en geleidt ook nog eens - dat is nodig voor touchscreens."

'Het wonder grafeen' 

Andre Geim, een van de ontdekkers van grafeen Flickr / Creative Commons / Cellanr / CC 2.0 BY-SA

Als je grafeen onder een sterke microscoop zou leggen, zie je dat het lijkt op kippengaas. En dat gaas wordt ook wel 'wondermateriaal' genoemd. En dan te bedenken dat we pas ongeveer tien jaar van het bestaan van dat wonder weten. 

In 2004 ontdekten een Rus en een Russische Nederlander het materiaal pas. Ze gebruikten toen plakband om heel voorzichtig laagjes koolstofatomen van een grafietkristal af te halen. En daarna beschreven ze hoe je op grotere schaal grafeen kunt produceren. En toch: het is nog erg duur en tijdrovend om veel grafeen te verzamelen.

Andre Geim ↑ en Konstantin Novoselov kregen de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun grafeen-ontdekking. Geim is een geboren Rus, maar heeft een Nederlands paspoort.

Grafeen, waar kunnen we dat verwachten? 

Sinds Geim en Nosovelov het materiaal ontdekten, is het over de hele wereld onderzocht. Zelfs de EU investeerde een miljard in onderzoek naar het materiaal. Waarom ook niet, als het kan helpen bij baanbrekende uitvindingen zoals buigbare schermen, betere zonnepanelen en supersterke kleding? 

Flickr / Creative Commons / Shane Adams / CC 2.0 BY

Onderzoekers van de Universiteit van Californië hebben een batterij ontwikkeld op basis van grafeen. Omdat het materiaal zo ontzettend geleidend is, kan het worden gebruikt bij de productie van snel oplaadbare batterijen voor smartphones. En zeg nu zelf: het is toch heel lekker als je geen uren hoeft te wachten voor je telefoon weer '100%' aangeeft?

Dan internet: stel je voor dat grafeen wordt verwerkt in een antenne, zodat data supersnel kan worden overgedragen van apparaat op apparaat. Volgens onderzoekers van Georgia Tech kan 't. Allemaal omdat elektronen haast zonder weerstand door grafeen kunnen bewegen: 50 tot 500 keer sneller dan door silicium, het materiaal dat de basis is van de huidige chiptechnologie.

TU Delft / Jos Wassink

'Ik wil grafeen zichtbaar maken'

Terug naar Zhu's uitvinding. Volgens hem wordt grafeen door zijn manier van werken duizend keer goedkoper verkregen. Nu kost een stukje grafeen ter grootte van de doorsnee van een haar nog 1000 euro, schrijft de TU Delft.

Maar van de academische wereld naar de industrie is nog een grote stap, zegt Zhu. "De ontwikkeling van grondstofwetenschap, zeker bij een nieuwe grondstof, duurt altijd heel lang", legt hij uit.

Zhu verdedigt zijn proefschrift op 3 maart. En hij is van plan dan door te gaan met onderzoeken op het gebied van grafeen. "Ik wil grafeen zichtbaar maken in het dagelijks leven, het in producten verwerken die iedereen kan aanraken."