De koolstofatoomverbinding

Een van de belangrijkste redenen waarom grafeen zo’n wonder is, is vanwege zijn structuur. Een enkele laag ongerept grafeen ziet eruit als een laag koolstofatomen gerangschikt in een hexagonale roosterstructuur. Deze honingraatformatie op atomaire schaal verleent grafeen zijn indrukwekkende kracht.

Elektrische eigenschappen

Grafeen is ook een elektrische superster. Het geleidt elektriciteit beter dan enig ander materiaal bij kamertemperatuur.

Weet je nog die koolstofatomen waar we het over hadden? Welnu, elk van hen heeft een extra elektron, een pi-elektron. Dit elektron beweegt zich vrij, waardoor het vrijwel zonder weerstand elektrische geleidbaarheid door het meerlaagse grafeen kan overbrengen.

Dit maakt grafeen de snelste geleider van elektriciteit bij kamertemperatuur.

De 'magische hoek' en supergeleiding

Recent grafeenonderzoek aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft iets bijna magisch ontdekt:wanneer je twee grafeenlagen iets (slechts 1,1 graden) uit de lijn draait, wordt grafeen een supergeleider.

Dit betekent dat het elektriciteit geleidt zonder weerstand en zonder warmte, waardoor er in de toekomst geweldige mogelijkheden ontstaan ​​voor supergeleiding bij kamertemperatuur.

Potentiële toepassingen voor grafeen

Opladen met grafeen

Een van de meest verwachte toepassingen van grafeen ligt in batterijen. Gezien de uitzonderlijke geleidbaarheid zouden we op grafeen gebaseerde batterijen kunnen produceren die sneller opladen en langer meegaan dan onze huidige lithium-ionbatterijen.

Een aantal grote namen zoals Samsung en Huwei zijn al op dit spoor en willen graag dergelijke verbeteringen aanbrengen in onze dagelijkse gadgets.

Andere grafeeninnovaties

• Biosensoren :Denk aan een dunne chip die zich in uw bloedbaan kan bevinden en gezondheidsgegevens kan monitoren of zelfs met uw hersenen kan communiceren om potentiële gezondheidsbedreigingen op te sporen.
• Fotonica :Door het gebruik van grafeen kunnen lichtgevoelige chips de gevoeligheid aanzienlijk verbeteren, wat een revolutie teweegbrengt in fotonische apparaten zoals camera's, medische beelden en meer.
• Waterfiltratie :Grafeenoxide, een derivaat van grafeen, is veelbelovend in waterzuivering. Of het nu gaat om het verwijderen van verontreinigende stoffen of het ontzilten van zeewater, grafeen zou wel eens de schoonwaterkampioen van onze toekomst kunnen zijn.

Grafeen van laboratoria naar ons leven brengen

Tegen 2024 kunnen we een reeks grafeenproducten op de markt verwachten, aldus Andrea Ferrari, directeur van het Cambridge Graphene Centre, die ook wetenschaps- en technologiefunctionaris is voor het Graphene Flagship, een samenwerking van 1 miljard euro door de Europese Unie. Unie om de ontwikkeling van grafeentechnologie te versnellen.

Onderzoekspartners van het vlaggenschip maken al grafeenbatterijen die met 20 procent capaciteit en 15 procent energie beter presteren dan de beste energiecellen van vandaag. Andere teams hebben op grafeen gebaseerde zonnecellen gebouwd die 20 procent efficiënter zijn in het omzetten van zonlicht in elektriciteit.

Hoewel er enkele vroege producten zijn die al gebruik maken van het potentieel van grafeen, zoals sportartikelen van het bedrijf Head, moet het beste nog komen. En zoals Ferrari zegt:"We zeggen grafeen, maar we hebben het eigenlijk over een groot aantal opties die worden onderzocht. De zaken gaan de goede kant op."

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Fabrikant van sportartikelen Head heeft dit geweldige materiaal al geïntegreerd. Hun Graphene XT-tennisracket beweert 20% lichter te zijn met hetzelfde swinggewicht. Dat is een serieuze, baanbrekende technologie!