Grafén har blitt oppskrytt som et revolusjonerende framtidsmateriale, men i større skala har det fremdeles ikke fungert så bra som mange hadde forventet. Uppsala-forskeren Mamoun Taher kan ha funnet en løsning.
Det har blitt kalt verdens sterkeste materiale, med en tykkelse på bare ett atomlag, bøyelig og svært lett, og det er dessuten en fantastisk bra leder av både elektrisitet og varme. Håpet har vært at supermaterialet grafén skal kunne gi grunnlag for alt fra neste generasjons energilagring til bøyelige mobiler og lettere fly.
Men i forsøk i industriell skala har grafén hatt en tendens til å agglomerere, noe som innebærer at grafénplater har «klistret» seg sammen. De har da dannet et grafittlignende materiale med reduserte egenskaper.
- Les mer hos svenske NyTeknik: Nytt materiale skal stoppa kuler
Nytt materiale
Materialforskeren Mamoun Taher, som jobber ved avdelingen for uorganisk kjemi ved Ångstrømlaboratoriet i Uppsala, har i et samarbeidsprosjekt med ABB Corporate Research i Västerås forsøkt å finne en løsning som kan forhindre den uønskede prosessen.
– Jeg trodde på ideen om å bruke separatorer som kombinerer ulike egenskaper så som høy ledningsevne, kjemisk avstemning, stabilitet, miljøvennlighet, kostnadseffektivitet og skalerbarhet, uten å redusere grafénets eksepsjonelle egenskaper. Et intensivt tankearbeid og eksperimentering har resultert i en innovasjon; et nytt materiale som vi kaller Aros graphene, forteller Mamoun Taher.
Artikkelen fortsetter under illustrasjonen.
Mamoun Taher forklarer at separatorene, som består av joniske forbindelser, legger seg mellom grafénplatene og skaper en slags lag på lag-struktur som forhindrer agglomerering. Det nye hybridmaterialet deler grafénets egenskaper både to- og tredimensjonalt.
– Det er derfor mulig å benytte materialet i ulike former; som tilsetning i matriser, belegg på substrat eller 3d-utskrifter. Det som gjør Aros graphene unikt, er kombinasjonen av egenskaper, at det har lav friksjon, er veldig motstandsdyktig og har høy varmeledningsevne. Det gjør det for eksempel egnet for selvsmørende og selvkjølende mekaniske systemer.
Håpet er at Aros graphene skal lanseres kommersielt gjennom selskapet Graphmatech allerede neste år, og kan da ifølge Mamoun Taher, også få en industriell tilpasning innen områder som varmeavledning, elektriske kontakter og energilagring.
- (For abonnenter) Først i verden: Thor energy og Ife har utviklet et nytt thoriumbrensel
Verdens sterkeste materiale
Grafén er en todimensjonal karbonkrystall, med en tykkelse på bare ett atomlag, og sies å være verdens sterkeste materiale. Det ble produsert for første gang i 2004. Seks år senere fikk Andre Geim og Konstantin Novoselov Nobelprisen i fysikk for å ha vist at karbonet i sin flate form har eksepsjonelle egenskaper.
Grafénet slipper gjennom lys og leder elektrisitet, noe som gjør at det kan benyttes i pekeskjermer, lyspaneler og solceller. Satellitter og fly vil kunne bygges i kompositter der grafén er en del av konstruksjonen.
Artikkelen ble først publisert på NyTeknik.se
- Ingen tvil: Verden har kun én fornybar-supermakt
