(Phys.org) — Een toevallige ontdekking over het 'wondermateriaal' grafeen - al opwindende wetenschappers vanwege het potentiële gebruik ervan in elektronica, energieopslag en energieopwekking - brengt het een stap dichter bij gebruik in de geneeskunde en de menselijke gezondheid.

Onderzoekers van de Monash University hebben ontdekt dat grafeenoxidevellen spontaan en zonder specialistische apparatuur van structuur kunnen veranderen om vloeibare kristaldruppels te worden.

Met grafeendruppels die nu eenvoudig te produceren zijn, onderzoekers zeggen dat dit mogelijkheden opent voor het gebruik ervan bij het toedienen van medicijnen en het opsporen van ziekten.

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift ChemComm , voortbouwen op bestaande kennis over grafeen. Een van de dunste en sterkste materialen die de mens kent, grafeen is een 2D-plaat van koolstof van slechts één atoom dik. Met een 'honingraat'-structuur is het 'wondermateriaal' 100 keer sterker dan staal, zeer geleidend en flexibel.

Dr. Mainak Majumder van de Faculteit Ingenieurswetenschappen zei dat grafeendruppels hun structuur veranderen als reactie op de aanwezigheid van een extern magnetisch veld, het zou kunnen worden gebruikt voor toepassingen met gecontroleerde afgifte van geneesmiddelen.

"Drugafgiftesystemen hebben de neiging om magnetische deeltjes te gebruiken die zeer effectief zijn, maar ze kunnen niet altijd worden gebruikt omdat deze deeltjes onder bepaalde fysiologische omstandigheden giftig kunnen zijn. ' zei dokter Majumder.

"In tegenstelling tot, grafeen bevat geen magnetische eigenschappen. Dit gecombineerd met het feit dat we hebben bewezen dat het eenvoudig en goedkoop kan worden veranderd in vloeibaar kristal, versterkt het vooruitzicht dat het ooit kan worden gebruikt voor een nieuw soort medicijnafgiftesysteem."

Meestal zijn verstuivers en mechanische apparatuur nodig om grafeen in een bolvorm te veranderen. In dit geval heeft het team alleen de grafeenplaten in een oplossing gestopt om ze te verwerken voor industrieel gebruik. Onder bepaalde PH-omstandigheden ontdekten ze dat grafeen zich als een polymeer gedraagt ​​en vanzelf van vorm verandert.

Eerste auteur van het artikel, mevrouw Rachel Tkacz van de faculteit Ingenieurswetenschappen, zei de verrassingsontdekking tijdens routinetests gebeurde.

"Het is enorm belangrijk om de structuur van grafeen spontaan te kunnen veranderen van losse vellen naar een bolvormig geheel. Niemand dacht dat dat mogelijk was. We hebben bewezen dat het zo is, " zei mevrouw Tkacz.

"Nu weten we dat op grafeen gebaseerde assemblages onder bepaalde omstandigheden spontaan van vorm kunnen veranderen, we kunnen deze kennis toepassen om te zien of het verandert bij blootstelling aan gifstoffen, mogelijk ook de weg vrijmaken voor nieuwe methoden voor ziektedetectie."

Veel gebruikt door juweliers, het team gebruikte een geavanceerde versie van een gepolariseerde lichtmicroscoop gebaseerd op het Marine Biological Laboratory, VS, om minieme veranderingen in grafeem te detecteren.

Dr. Majumder zei dat hij door internationaal samen te werken met onderzoekers en toegang te krijgen tot de meest geavanceerde apparatuur ter wereld, speelde een belangrijke rol bij de ontdekking van de doorbraak.

"We gebruikten microscopen die vergelijkbaar zijn met de microscopen die juweliers gebruiken om de helderheid van kostbare edelstenen te zien. Het enige verschil is dat de microscopen die we gebruikten veel nauwkeuriger zijn dankzij een geavanceerd systeem van hardware en software. Dit geeft ons cruciale informatie over de organisatie van grafeen platen, waardoor we deze unieke structuren kunnen herkennen, ' zei dokter Majumder.

Dr. Majumder en zijn team werken samen met een partner in de grafietindustrie, Strategic Energy Resources Ltd en een expert in gepolariseerd lichtbeeldvorming, Dr. Rudolf Oldenbourg van het Marine Biological Laboratory, VS, om te onderzoeken hoe dit werk kan worden vertaald en gecommercialiseerd.

Meneer Mark Muzzin, CEO van Strategic Energy Resources Ltd zei dat de samenwerking met Monash goed vorderde.

"We zijn zo blij om te worden geassocieerd met het team van Dr. Majumder aan de Monash University. De vooruitgang die ze hebben geboekt met ons gezamenlijke project is verbazingwekkend, " hij zei.

Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door een ARC Linkage-subsidie ​​toegekend aan Strategic Energy Resources Ltd en Monash University en was de eerste koppelingssubsidie ​​voor grafeenonderzoek in Australië.