Grafeen Nano Stuctuur – Wonder Nano – Dit gaat de Wereld Veranderen!

Dit wonder materiaal werd voor het eerst gesmeed in 2004 door het team van de Universiteit van Manchester, VK. Sinds de ontdekking is grafeen uitgegroeid tot een van de meest veelbelovende nanomaterialen ooit vanwege de unieke combinatie van eigenschappen.

Voordat het werd ontdekt, dachten wetenschappers dat tweedimensionale kristallijn materialen niet konden bestaan ​​vanwege thermodynamische instabiliteit. Dat is echter allemaal veranderd. Met slechts een gewoon stukje plakband konden Geim en Novoselov monolaag grafeen isoleren van een stuk grafiet.

Vijftien jaar later is mechanische exfoliatie de eenvoudigste manier om grafeenvlokken te produceren, hoewel recentere methoden grafeen met minder onzuiverheden hebben geproduceerd. In 2010 ontvingen Geim en Novoselov de Nobelprijs voor de natuurkunde voor hun werk met dit nanomateriaal.

(foto bron) semanticscholar.org

Voor de meeste mensen klinkt een honingraatrooster gemaakt van een enkele laag koolstofatomen nogal fragiel. Dat gezegd hebbende, grafeen past zeker niet in die beschrijving. In feite is grafeen niet alleen het dunste materiaal (0,345 nanometer), maar het is ook het sterkste; ongeveer 200 keer sterker dan staal. De verbazingwekkende mechanische eigenschappen van Graphene stoppen daar ook niet. Een ander opmerkelijk voordeel van grafeen is dat het ook elastisch en lichtgewicht is en slechts 0,77 milligram per vierkante meter weegt.

Dit betekent dat slechts één gram grafeen nodig zou zijn om een ​​volledig voetbalveld te bestrijken. Daarom kan grafeen een onvervangbare component worden in composieten of coatings voor alles van vliegtuigen en ruimteschepen tot gebouwen.

Naast dat alles is grafeen ook een uitstekende elektrische en thermische geleider dankzij zijn kristal- en bandstructuren. Dit wondermateriaal is een nul-overlappend halfmetaal met opmerkelijke elektronenmobiliteit, zelfs bij kamertemperatuur! Dit maakt het een veelbelovend materiaal voor flexibele elektronica, zonnecellen, batterijen en high-speed transistors. Er zijn zoveel verschillende manieren waarop het kan worden gebruikt, die allemaal buitengewoon nuttig en praktisch zijn. Dus hoe kan het worden gebruikt?

Een ander voorbeeld van het gebruik van grafeen in elektronica is in computers. Velen geloven dat grafeen ooit silicium in computerchips volledig zal vervangen, omdat een lading sneller door het 2D-materiaal kan bewegen dan door silicium. Volgens schattingen zou grafeen mogelijk terahertz computing mogelijk maken. Voor diegenen die geen computerfanaat zijn, betekent dit dat ze computers moeten gebruiken die tot 1000 keer sneller zijn dan vandaag.

Om grafeen echter op deze manier in transistoren te kunnen gebruiken, moet het worden gedoteerd met onzuiverheden omdat het de nodige bandafstand mist. In zijn puurste vorm is het gewoon een te goede geleider. Hoewel een grafeen-transistor nog niet klaar is, werken onderzoeksgroepen over de hele wereld samen aan dit doel, dus het kan slechts een kwestie van tijd zijn voordat de computer opnieuw wordt uitgevonden. Daar moet je zeker op letten!

Concluderend is grafeen duidelijk een zeer nuttig materiaal. Hoewel het nog in de babyjaren is, pas vijftien jaar of zo, zijn er zoveel enorme vorderingen gemaakt in de technologie dat het niet lang zal duren voordat elke industrie erdoor wordt verstoord. Het is echt een opmerkelijk stuk materiaal.