Carbon is een heel licht materiaal, het zit bijvoorbeeld in de vleugels van vliegtuigen en in de frames van racefietsen.
Aan het MIT, het Massachusets Intitute of Technology, is nu onderzocht dat er een nóg lichter materiaal denkbaar is. Het gaat om grafeen, een stof die onderzoekers al zo'n tien jaar druk bezig houdt.
Grafeen is koolstof in kristalvorm, een soort honingraat. Tot nu toe kende men het wel, als lang en breed, maar niet dik: slechts één koolstofatoom dik. Je krijgt het bijvoorbeeld, als je met een plakbandje over een potloodstreep gaat. In 2004 was het André Geim (Radboud-universiteit) die het voor het eerst lukte het in handen te houden. Hij kreeg er de Nobelprijs voor (2010).
André Geim, ontdekker grafeen. Zet een potloodstreep, haal er een plakbandje overheen; wat er aan je plakbandje blijft zitten, is grafeen.
Grafeen is licht en toch supersterk. Maar het laat zich moeilijk uitbouwen naar een ruimtelijke structuur.
We kenden grafeen tot nu toe dus alleen als een platte structuur; honingraat.
De onderzoekers van het MIT is dit uitbouwen naar een ruimtelijke structuur nu wel gelukt. Onder hen zijn twee studenten, Gang Seob Jung en Min Jeong Kang. Ze hebben die structuur nog niet in handen, maar wel met computersimulaties aangetoond dat minuscule vlokken grafeen onder de juiste druk en temperatuur aaneengeschakeld kunnen worden tot een ijle, maar zeer sterke structuur.
Minuscule vlokken grafeen kunnen onder de juiste druk en temperatuur aaneengeschakeld worden. Simulatie MIT.
Het materiaal dat we zo kunnen maken, zal twintig keer lichter dan staal zijn, en toch tien keer sterker. Dat weten de onderzoekers niet alleen uit hun computersimulaties, ze hebben die structuur ook gemaakt met een 3D-printer, maar dan tien miljoen keer groter. Toen er overal een geduwd en getrokken, bleek de enorme sterkte. .
Die zit 'm niet zozeer in het materiaal, als wel in de structuur. De grillige graat-structuren zouden ook met andere materialen goede diensten kunnen bewijzen. Bijvoorbeeld met betonnen bruggen, zo open dat je er doorheen kunt kijken, en die toch grote draagkracht hebben.
Ik moest terugdenken aan een aflevering van de serie Forces of Nature, met professor Brian Cox. Uitgezonden op Canvas. Een mooie serie, waarin in aflevering één de honingraatstructuur aan de orde kwam, als de sterkste structuur van de aarde.
Onder en boven: honingraatstrcutuur, uit Forces of Nature.
Mooi vertelde documentaire door professor Brian Cox.
Willem Schoonen, onderzoeksjournalist Trouw.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten