Met het gebruik van het nieuwe supermateriaal grafeen, Zweedse en Amerikaanse onderzoekers zijn erin geslaagd een nieuw type verlichtingscomponent te produceren. Het is goedkoop te produceren en kan volledig worden gerecycled.

De uitvinding, die de weg vrijmaakt voor gloeiend behang dat volledig van plastic is gemaakt, is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ACS Nano door wetenschappers van Linköping University en Umea University, in Zweden, en Rutgers, De Staatsuniversiteit van New Jersey.

Ultradunne en elektriciteitsbesparende organische lichtdiodes, zogenaamde OLED's, zijn onlangs commercieel geïntroduceerd in mobiele telefoons, camera's, en superdunne tv's. Een OLED bestaat uit een lichtgenererende laag plastic die tussen twee elektroden is geplaatst, waarvan er één transparant moet zijn. De huidige OLED's hebben twee nadelen:ze zijn relatief duur om te produceren, en de transparante elektrode bestaat uit de metaallegering indiumtinoxide. Dit laatste levert een probleem op omdat indium zowel zeldzaam als duur is en bovendien moeilijk te recyclen is. Nu onderzoekers aan de universiteiten van Linköping en Umeľ, werken met Amerikaanse collega's, presenteren een alternatief voor OLED's, een organische lichtemitterende elektrochemische cel (LEC). Het is goedkoop te produceren, en de transparante elektrode is gemaakt van het koolstofmateriaal grafeen.

“Dit is een grote stap voorwaarts in de ontwikkeling van organische verlichtingscomponenten, zowel technologisch als ecologisch. Organische elektronicacomponenten beloven in de toekomst extreem gebruikelijk te worden in opwindende nieuwe toepassingen, maar dit kan grote recyclingproblemen veroorzaken. Door grafeen te gebruiken in plaats van conventionele metalen elektroden, componenten van de toekomst zullen veel gemakkelijker te recyclen zijn en daardoor aantrekkelijk voor het milieu, ’, zegt een van de wetenschappers, Nathaniel Robinson van de Universiteit van Linköping.

Omdat alle onderdelen van de LEC kunnen worden geproduceerd uit vloeibare oplossingen, het zal ook mogelijk zijn om LEC's in een roll-to-roll-proces te maken op, bijvoorbeeld, een drukpers op een zeer kosteneffectieve manier.

“Dit maakt de weg vrij voor goedkope productie van volledig op kunststof gebaseerde verlichtings- en displaycomponenten in de vorm van grote flexibele platen. Dit soort verlichting of display kan worden opgerold of kan worden toegepast als behang of op plafonds, ”, zegt een andere van de wetenschappers, Ludvig Edman van de Universiteit van Umeľ.

Grafeen bestaat uit een enkele laag koolstofatomen en heeft als elektronisch materiaal veel aantrekkelijke eigenschappen. Het heeft een hoge geleidbaarheid, is vrijwel transparant, en kan bovendien worden geproduceerd als een oplossing in de vorm van grafeenoxide.

Onderzoekers over de hele wereld proberen al meer dan 15 jaar indiumtinoxide te vervangen. Indium is schaars, en de legering heeft een gecompliceerde levenscyclus. De grondstof voor de volledig organische en metaalvrije LEC, anderzijds, is onuitputtelijk en kan volledig worden gerecycled - als brandstof, bijvoorbeeld.