1. GRAFEEN
Tessa Goethals

2. Wat is grafeen?
= Grafeen is een enkellaagsvlak van koolstofatomen.
Het kan voorgesteld worden als een vlak bijenraat of kippengaas met
de dikte van één atoom.
- 200 keer beter bestand tegen breken dan staal
 één van de sterkste materialen
- Eén van de snelste halfgeleiders
 100 keer sneller dan silicium

3. Grafeen, het materiaal van de
toekomst
Andre Geim en Konstantin Novoselov
 nobelprijs natuurkunde 2010 voor hun onderzoek naar grafeen
Nobelprijsuitreiking werd bevochten door Viktor Petrik en Reginald B. Little
 Grafeen zou al geïsoleerd zijn voor de 21ste eeuw
Wat maakt Grafeen zo speciaal?
Het geheim van het „wondermateriaal‟ zit „m in de laagdimensionale wereld en
de geometrische vorm waarin de atomen verkeren, de hexagon, de meest
stabiele kristallijnen vorm.

4. Grafeen makkelijk te maken?
Scotch-tape-technology
Benodigdheden:
Potlood nr.2, papier en plakband
Als je het potlood neemt, een stukje van de punt doet of een streepje op een papier
aanbrengt, het uiteinde van de plakband daarop bevestigd en terug losmaakt, dan
verkrijg je allemaal kleinere stukjes grafiet aan de plakband, nog geen grafeen.
Grafiet is de gestapelde vorm van grafeen. We gaan verder, als we de beide
uiteinden van de plakband terug naar elkaar toebrengen, aan elkaar bevestigen en
losmaken, dan is het grafiet terug een beetje dunner. Doe je dit talloze keren achter
elkaar dan hou je uiteindelijk een tweedimensionaal koolstoflaagje over.
Wel, dat laagje is grafeen, een koolstofvel waarvan de atomen gerangschikt liggen
in een hexagonale structuur, zoals een honingrooster, net als in het gestapelde
grafiet.

5. Grafeen kan vervaardigd worden uit alle koolstofmaterialen
vb. uitwerpsele, koffiekoeken
 Koolstofmaterialen kunnen ook vervaardigd worden naar andere fysische
vormen
vb. verf,gasvorm, inkt,…
In de vorm van bv. verf kan grafeen op elke ondergrond worden aangebracht
Het materiaal behoort tot een bepaalde categorie dat geen gelijken kent in de
wereld, mede door de fysische, chemische, functionele en economische
kenmerken dat het bezit. Daarmee laat het alle huidig gekende materialen ver
achter zich qua prestaties. Sterker, de honingraat gestructureerde atomaire laag
weet die superieure eigenschappen thans te combineren.
Naast dun, sterk en supergeleidend is het materiaal ook flexibel en rekbaar,
poreus en diamagnetisch, transparant, zelfherstellend, ultra-licht, roestwerend
en vuurresistant.

6. Waarvoor kan grafeen in de toekomst
gebruikt worden?
Al deze eigenschappen kunnen gebruikt worden
om nieuwe applicaties of toepassingen te vervaardigen
voor wellicht alle industrietakken, een ware industriële
revolutie zeg maar. Om alvast enkele mogelijke gebruiken
van het materiaal te noemen; dit kan gaan tot het verstevigen
van constructies of materialen, vervaardigen van geprinte
flexibele zonnepanelen of -ramen, ontwerpen van superieure
waterfilters, biotische en organische lichaamsonderdelen,
ruimteliften, kwantumcomputers, artificieel bloed, buigbare
smartphones, volledig nieuwe toepassingen en zaken waar we
nog niet eens van durven dromen.

7. Enkele artikels
Wetenschappers ontwikkelen grafeensensor om luchtkwaliteit te meten
Onderzoekers aan het Ierse instituut voor nanowetenschap Crann hebben een
nieuwe grafeen-gebaseerde sensor vervaardigd waarvan ze denken dat die nut
kan vinden in toekomstige commerciële toepassingen in lucht-systemen voor
kwaliteitscontrole.
De onderzoekers uit het Crann aan het Trinity College Dublin (TCD)
publiceerden hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Nano Letters.
Onder leiding van prof. Georg Duesberg, hoofdonderzoeker van Crann
creeërden de onderzoekers een sensor samengesteld uit een enkele laag
grafeen op een silicium oppervlak.
Ze geloven dat hun sensor-ontdekking commerciële toepassingen kan hebben
in lucht-kwaliteitscontrolesystemen, met name in de auto-industrie, waar de
luchtkwaliteit wordt beïnvloed door smog, uitlaatgassen, geuren en stof.
Ze suggereren ook dat hun ontdekking kan leiden tot een betere detectie van
bacteriën en parasieten in drinkwater.

8. Grafeenverf wekt energie op – kleur op verzoek –
Huizen kunnen geverfd worden met een nieuw super-materiaal dat elektriciteit
opwekt uit zonlicht, afgaande op info uit nieuw onderzoek. Op verzoek zou de
verf zelfs van kleur kunnen veranderen.
Wetenschappers aan de Universiteit van Manchester gebruikten laagjes grafeen
gecombineerd met dunne lagen van andere materialen om zonne-energie
oppervlakken te produceren.
De resulterende oppervlakken, flinterdun en flexibel, waren in staat om zonlicht
op te nemen om elektriciteit te produceren op een niveau dat de bestaande
zonnepanelen zou evenaren.
Deze kunnen gebruikt worden om een ​​soort “coat” aan te brengen aan de
buitenkant van gebouwen dat energie kan opwekken, terwijl de apparaten binnen
van stroom kan voorzien en tegelijk ook andere functies kan uitvoeren, zoals de
mogelijkheid om van kleur veranderen.
De onderzoekers hopen nu om de technologie verder te ontwikkelen door een
verf te produceren die op de buitenkant van de gebouwen kan worden gebracht.

9. Zijn er ook minpunten?
Grafeen is beroemd geworden om zijn buitengewone sterkte. Maar minder-
dan-perfecte vellen van het materiaal tonen onvoorziene zwakte volgens
onderzoekers van Rice University en Tsinghua University.
Grafeen is gevormd uit een vel van koolstofatomen, 1 (atoom) hoog,
gerangschikt in een zeshoekig patroon en vaak geroemd om zijn buitensporige
sterkte. Wetenschappers van Rice University brachten echter aan het licht wat
er aan de rand van de vellen gebeurd. Wanneer de laag stopt, wat hoeft op
een zeker punt, dan worden de zeshoeken of de perfecte hexagonale structuur
onderbroken. Het kryptoniet tot deze superman van materialen komt in de
vorm van een vijf of zeven-atoom ring die onvermijdelijk optreedt bij de
verbindingspunten van korrelgrenzen in grafeen. Met die punten onder
spanning verliest polykristallijn grafeen ongeveer de helft van de sterkte van
oorspronkelijke monsters van het materiaal.
De conclusie die we hieruit kunnen trekken is dat grafeen een materiaal is
dat in de toekomst nog veel gebruikt zal worden , maar zoals elk
materiaal heeft het zowel zijn voor- als zijn nadelen.

10. Bronnen
De Engelse en de Vlaamse Wikipedia:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Grafeen
Wat is grafeen:
http://www.grafeen.be/wat-is-grafeen/
Ik hoop dat u het interessant vond Tessa
Goethals