Wat is grafeen?

De fout ligt in zijn buitengewone en ongekende eigenschappen: het is ongelooflijk resistent (200 keer sterker dan staal), flexibel, licht en transparant, het is ook een uitstekende thermische en elektrische geleider en heeft de mogelijkheid om gegevens 10 keer sneller over te dragen dan de optische vezel.
De ontwikkeling ervan is toegekend door de wetenschappelijke gemeenschap en heeft in 2010 de prestigieuze Nobelprijs voor de natuurkunde toegekend aan twee wetenschappers, [kleur = rgb (11,0,128)] Andréy Gueim [/ kleur] [kleur = rgb (37 , 37.37)] en [/ kleur] [kleur = rgb (11,0,128)] Konstantín Novosiólov [/ kleur]; Hoewel dit materiaal al meer dan 5 decennia bekend is, werd het in 2004 gesynthetiseerd door deze twee wetenschappers van Russische afkomst.
Als je nog nooit van dit materiaal hebt gehoord, heb je vast wel afbeeldingen gezien van flexibele mobiele telefoons, oprolbaar om de pols, of computerschermen die licht doorlaten, met een dikte die bijna onmerkbaar is voor het menselijk oog. Dit is wat grafeen de technologie kan brengen, een revolutie die onmogelijk te kwantificeren is. Onvermijdelijk te denken aan futuristische films als Minority Report.
Wat is grafeen en wat is de oorsprong ervan?Grafeen wordt verkregen uit koolstof en is samengesteld uit atomen die een hexagonale structuur volgen. Net als grafiet, met slechts één atoom dik, overtreft grafeen diamant in hardheid en heeft het onjuiste buigmogelijkheden voor een materiaal met een dergelijke sterkte.
Waar wordt grafeen vandaan gehaald?Er zijn verschillende technieken die momenteel worden gebruikt voor de synthese van grafeen. Het verkrijgen van kleine monsters lijkt eenvoudig, en de meest gebruikelijke methode is de extractie ervan met behulp van een eenvoudig plakband als hulpmiddel, waarbij dunne lagen grafiet worden geëxtraheerd tot grafeen, een laag dik één molecuul.
In de industrie wordt grafeen verkregen door verschillende processen toe te passen:

• Via een methaangas wordt het getransformeerd dankzij het gebruik van een CVD-reactor, waarbij het gas wordt omgezet in grafeenplaten.

• Met behulp van een ultrasone reiniger. Grafiet wordt geoxideerd tot grafietoxide, een poeder dat in water gesuspendeerd is en dat dankzij ultrasone reinigers de verschillende grafeenplaten scheidt.

Het probleem met grafeen ligt in de hoge kosten die gemoeid zijn met de grootschalige productie ervan. In de verschillende processen gaat de zuiverheid van grafeen in de tegenovergestelde richting van het productievolume: hoe meer hoeveelheden grafeen worden verkregen uit hetzelfde proces, hoe groter de onzuiverheden die eruit voortvloeien.
Grafeen is gemaakt van koolstof, een overvloedig materiaal. Het is ongelooflijk dat dit materiaal met een eenvoudige pen kan worden verkregen. Zo simpel en zo complex tegelijk. Het zoeken en de bevindingen op het gebied van synthese, en de mogelijkheden van zijn processen om grote hoeveelheden tegen redelijke kosten te verkrijgen, zullen het succes en het dagelijkse gebruik van dit fantastische materiaal markeren, dat ons vooruitgang zou brengen, en op verschillende gebieden van onderzoek en industrieën.
Zie hieronder de mogelijke toepassingen van grafeen:

• Flexibele en veel meer schokbestendige mobiele telefoons

• Hogere internetsnelheid. Dankzij zijn uitstekende eigenschappen als geleider van energie en informatie.

• Batterijen met grafeenelektroden voor telefoonbatterijen die 10 keer langer meegaan dan een lithiumbatterij en die met een verbazingwekkende snelheid opladen. Groter laadvermogen, met minder gewicht.

• Zonnepanelen gemaakt van grafeen platen. Omdat ze een uitstekende chauffeur zijn, gebruiken ze de ontvangen energie veel efficiënter (x3).

• Gebruik in textielelementen en andere materialen die afscherming vereisen, zoals kogelvrije vesten.

• Grafeenkabels vervangen de gebruikelijke glasvezelkabels.

Op het gebied van geneeskunde wordt ook een nieuwe deur naar hoop geopend voor de behandeling van kanker, dankzij grafeenoxide, dat werkt als een behandeling die inwerkt op de aangetaste cellen, volkomen onschadelijk voor gezonde cellen.
Ongeacht zijn eigenschappen zal het belang van dit revolutionaire materiaal naar verwachting een zeer positief effect hebben op de economie van sommige landen; Zo wil de Europese Unie het onderzoek, de ontwikkeling en de toepassingen van grafeen leiden. In 2013 is de investering in R&D gedaan in het algemeen belang, een bedrag van meer dan € 1 miljard.
Tegenwoordig zijn er veel patenten die over de hele wereld zijn verspreid. China en de Verenigde Staten staan ​​bovenaan de lijst van landen met het hoogste aantal patenten.
OverzichtEr zijn veel bedrijven die zijn opgericht sinds hun ontdekking. Van bedrijven die koolstofextractie uitvoeren, laboratoriumbedrijven die dit materiaal bestuderen en nieuwe onderzoeksgebieden openen, tot bedrijven die verantwoordelijk zijn voor commercialisering. Er zijn veel mogelijke toepassingen die intuïtief zijn en afgeleid van de kenmerken ervan, veel industrieën die interesse hebben getoond, maar weinig echte toepassingen die we in de markt hebben gezien.
De afgelopen maanden hebben we nieuws gezien over lampen die zouden besparen op het energieverbruik in vergelijking met de huidige, en een langere levensduur zouden hebben. Ze zijn nog niet gecommercialiseerd, maar het lijkt erop dat ze binnenkort "het licht zullen zien". Nooit beter gezegd.
Kortom, er zijn veel weddenschappen op dit materiaal, en over de hele wereld. Het is moeilijk te geloven dat hoge investeringen en jarenlange toewijding uiteindelijk niet leiden tot economisch levensvatbare productieprocessen. De massaproductie zou revolutionaire en verrassende effecten in de wereld kunnen brengen, ter vervanging van materialen zoals silicium of zonder verder te gaan, plastic.

Grafeen of sciencefiction? De toekomst is dichterbij.