Grafén

Da de analyserte supermaterialet grafén fra 60 ulike produsenter, fant de ut at det meste bare var grafittpulver

En gruppe forskere har gjennomanalysert 60 forskjellige produsenters «grafénprodukter». I virkeligheten var det grafittpulver.
En gruppe forskere har gjennomanalysert 60 forskjellige produsenters «grafénprodukter». I virkeligheten var det grafittpulver. (Foto: Av Peter Bøggild)
EKSTRA
  • Industri
Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 199,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Nylig ble det publisert en uvanlig artikkel i Advanced Materials. Vi hører vanligvis om materialenes storslåtte løfter, fantastiske egenskaper og revolusjonerende bruksområder. Denne artikkelen har en annerledes kritisk, og – i en forstand – selvkritisk tone. En gruppe forskere fra National University of Singapore (med blant annet Nobelpris mottager Konstantin Novoselov på forfatterlisten) har gjennomanalysert 60 forskjellige produsenters «grafénprodukter».

Bruken av anførselstegn har sammenheng med det forskerne oppdaget: At det meste av grafénpulveret på markedet i virkeligheten bare var grafittpulver, som i tillegg ofte var forurenset.

Bevares, grafitt kan brukes til så mangt. Men man får ikke den overlegne styrken, de ville sensor-egenskapene, varmeledning, elektriske ledningsevne som man var forespeilet, hvis man kjøper katta i sekken ... eller grafitten i posen. Samtidig kan man saktens komme til å betale i dyre dommer for det svarte pulveret, i den tro at det er prima vare.

Peter Bøggild

  • Professor i nanoteknologi ved Danmarks Tekniske Universitet, og har grafén som et av sine spesialfelt.
  • Denne artikkelen ble først publisert på ing.dk, som en bloggpost fra en av Ingeniørens faste, eksterne bidragsytere.

Jeg har i ettertid skrevet en News & Views-artikkel i Nature med den festlige tittelen «The war on fake graphene» – les artikkelen her... jeg klarte ikke å la være :D Nå får vi bare vente og se om det ligger et hestehode fra en sinna kinesisk «grafén»-produsent i fotenden min en dag. Det har i alle fall skapt en hel del røre – og jeg har da fått en del henvendelser fra bedrifter, men ingen dødstrusler.

Pulver-grafén

La meg forklare dette mer grundig. Grafitt består av mange lag grafén oppå hverandre, og ett enkelt grafénlag er bare ett atom tynt – det vil si 0,3 nanometer. Grafénets fantastiske egenskaper blir uttrykt svakere og svakere, jo flere lag som legges oppå hverandre. Og når det blir mange nok, er det bare grafitt.

Den typen grafénprodukter vi snakker om her er «pulver-grafén», altså en masse flak som hvert består av ett eller flere lag grafén. De pulver-grafén-produktene forfatterne undersøkte i artikkelen, var fremstilt med «liquid phase exfoliation»: du knuser grafitt til pulver, splitter det opp i tynne flak med ultralyd, og sorterer partiklene etter størrelse (noe som kan gjøres på forskjellige måter).

Hvis du er ærlig, tar du bare de helt tynne «ekte» grafénflakene og selger dem. Hvis du er grådig eller ikke aner hva du holder på med, selger du alt sammen som «grafén», naturligvis til en så høy pris som mulig.

For noen år siden viste en toppforsker innen området, Jonathan Coleman fra Trinity College Dublin, at man kan lage grafén i en hurtigmikser. Se hans TEDx talk – han er både underholdende og inspirerende. Kanskje har noen av produsentene tatt litt for lett på kvalitetskontrollen og bare har «mikset i vei», uten å bekymre seg altfor mye om å sortere det rene grafénet fra alt det andre rasket.

Der er rikelig med bevis på at grafénpulver – av høy kvalitet vel å merke – kan forbedre materielle egenskaper dramatisk. Det er dermed bare veldig trist, hvis en nysgjerrig forsker eller utvikler i et firma bestiller seg litt grafén for å prøve selv, og det deretter ikke virker – fordi det ikke er grafén.

Dette kan helt opplagt hemme den teknologiske utviklingen, og det er slett ikke bra.

Grafén og de mange andre 2D-materialene er avgjørende brikker i spillet om å løse nåtidens og fremtidens store utfordringer. Forskernes dom er klar. Halvparten av produktene de undersøkte, inneholdt så lite som 10 prosent grafén. Ingen av produktene hadde mer enn 50 prosent grafén. Og det er, vel å merke, med den ganske sjenerøse definisjonen at det er «grafén» hvis det er mindre enn ti monolag, altså et 3 nm tykt flak av grafén. Det høres kanskje ikke så mye ut egentlig, men det er ofte helt avgjørende at flakene er ekstremt tynne.

Hovedpoenget mitt er at vi må holde styr på egne tropper og kjempe for utbredelsen av ensartede målestandarder – og hjelpe produsentene til å ha en bedre kontroll over hva de selger. Det er ikke nok at forskerne lover grafén og grønne skoger – vi må også sørge for at kvaliteten på de materialene som selges er høy og veldokumentert.

Inntil da, oppfordrer jeg til å få hjelp fra noen av landets lokale eksperter, for eksempel kollegene mine Kasper Nørgaard på KU, Kim Daasbjerg på iNANO eller Qijin Chi på DTU Kemi (Danmarks Tekniske Universitet), som selv jobber med forskjellige typer «bulk-» eller «pulver-grafén».

Artikkelen ble først publisert på danske Ing.dk og gjøres tilgjengelig for Ekstra-abonnenter gjennom TUs samarbeidsavtale med Ingeniøren.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå