(Phys.org) —Een eenvoudige, schaalbare methode om sterke, rekbare grafeenoxidevezels die gemakkelijk in garens kunnen worden gerold en sterke punten hebben die die van Kevlar benaderen, is mogelijk, volgens Penn State en Shinshu University, Japan, onderzoekers.

"We ontdekten dat deze grafeenoxidevezel erg sterk was, veel beter dan andere koolstofvezels, " zei Mauricio Terrones, hoogleraar natuurkunde, scheikunde en materiaalkunde en techniek, Penn State. "Wij geloven dat luchtbellen in de vezel ervoor zorgen dat deze niet broos wordt."

Deze methode opent meerdere mogelijkheden voor nuttige producten, volgens Terrones en collega's. Bijvoorbeeld, het verwijderen van zuurstof uit de grafeenoxidevezel resulteert in een vezel met een hoge elektrische geleidbaarheid. Het toevoegen van zilveren nanostaafjes aan de grafeenfilm zou de geleidbaarheid verhogen tot hetzelfde als koper, waardoor het een veel lichtere vervanging voor koperen transmissielijnen zou kunnen zijn. De onderzoekers denken dat het materiaal zich leent voor vele soorten zeer gevoelige sensoren.

De onderzoekers maakten een dunne film van grafeenoxide door grafiet chemisch te exfoliëren tot grafeenvlokken, die vervolgens werden gemengd met water en geconcentreerd door centrifugeren tot een dikke suspensie. De slurry werd vervolgens met een staafcoating - zoiets als een rakel - over een grote plaat verspreid. Wanneer de suspensie droogt, het wordt een transparante film met een groot oppervlak die voorzichtig kan worden verwijderd zonder te scheuren. De film wordt vervolgens in smalle stroken gesneden en op zichzelf gewikkeld met een automatische fiberroller, wat resulteert in een vezel die kan worden geknoopt en uitgerekt zonder te breken. De onderzoekers rapporteerden hun resultaten in een recent nummer van ACSNano.

"Het belang is dat we bijna elk materiaal kunnen maken, en dat zou vele wegen kunnen openen - het is een lichtgewicht materiaal met multifunctionele eigenschappen, " zei Terrones. En het hoofdingrediënt, grafiet, wordt gedolven en per ton verkocht."

Penn State en Shinshu University hebben gezamenlijk patent aangevraagd op het proces.