Grafeen is een vel koolstofatomen van één atoom dik, gerangschikt in een hexagonaal rooster. Het is de basisbouwsteen van alle andere grafietmaterialen zoals grafiet, koolstofnanobuisjes en fullerenen.
Enkele opmerkelijke eigenschappen en mogelijke toepassingen van grafeen zijn onder meer:
1. Sterkte en elasticiteit: Grafeen is een van de sterkste en meest elastische materialen die we kennen. Het heeft een treksterkte van 130 gigapascal (GPa), wat ongeveer 100 keer die van staal is, en een Young-modulus van 1 terapascal (TPa), wat ongeveer 10 keer die van staal is. Dit maakt grafeen een veelbelovend materiaal voor toepassingen in de sportartikelen-, ruimtevaart- en auto-industrie.
2. Elektrische en thermische geleidbaarheid: Grafeen is een uitstekende geleider van elektriciteit en warmte. De elektrische geleidbaarheid is ongeveer 1000 keer die van koper, en de thermische geleidbaarheid is ongeveer 100 keer die van koper. Dit maakt grafeen een veelbelovend materiaal voor elektronische apparaten, zoals transistors, zonnecellen en koellichamen.
3. Ondoordringbaarheid: Grafeen is ondoordringbaar voor gassen en vloeistoffen, waaronder helium, waterstof en water. Dit maakt grafeen een potentieel materiaal voor gebruik in barrièrefilms, brandstofcellen en waterzuiveringssystemen.
4. Optische eigenschappen: Grafeen absorbeert licht over een breed scala aan golflengten, van ultraviolet tot infrarood. Dit maakt grafeen een veelbelovend materiaal voor optische apparaten, zoals fotodetectoren, zonnecellen en optische filters.
5. Flexibiliteit: Grafeen is een flexibel materiaal dat gemakkelijk kan worden gebogen en gevouwen. Dit maakt grafeen een veelbelovend materiaal voor flexibele elektronica, zoals flexibele beeldschermen, draagbare sensoren en elektronische huiden.
Ondanks het enorme potentieel is grafeen nog steeds een relatief nieuw materiaal en er zijn aanzienlijke uitdagingen bij de productie en integratie ervan in functionele apparaten. Lopend onderzoek richt zich op het aanpakken van deze uitdagingen, evenals op het verkennen van nieuwe en innovatieve toepassingen van grafeen in diverse wetenschaps- en techniekgebieden. |