Een van de belemmeringen voor het gebruik van grafeen op commerciële schaal zou kunnen worden overwonnen met behulp van een methode die is aangetoond door onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy.

grafeen, een materiaal dat sterker en stijver is dan koolstofvezel, een enorm commercieel potentieel heeft, maar onpraktisch was om op grote schaal in te zetten, met onderzoekers beperkt tot het gebruik van kleine vlokken van het materiaal.

Nutsvoorzieningen, met behulp van chemische dampafzetting, een team onder leiding van ORNL's Ivan Vlassiouk heeft polymeercomposieten gefabriceerd die 2-inch-bij-2-inch vellen van de één-atoom dikke hexagonaal gerangschikte koolstofatomen bevatten.

De bevindingen, gerapporteerd in het journaal Toegepaste materialen en interfaces , zou kunnen helpen een nieuw tijdperk in flexibele elektronica in te luiden en de manier waarop dit versterkende materiaal wordt bekeken en uiteindelijk gebruikt, te veranderen.

"Vóór ons werk, uitstekende mechanische eigenschappen van grafeen werden op microschaal getoond, zei Vlassiouk, een lid van ORNL's Energy and Transportation Science Division. "We hebben dit uitgebreid naar een grotere schaal, wat de potentiële toepassingen en markt voor grafeen aanzienlijk uitbreidt."

Terwijl de meeste benaderingen voor de constructie van nanocomposities van polymeer kleine vlokken grafeen of andere koolstofnanomaterialen gebruiken die moeilijk in het polymeer te dispergeren zijn, Het team van Vlassiouk gebruikte grotere vellen grafeen. Dit elimineert de vlokkendispersie en agglomeratieproblemen en stelt het materiaal in staat om elektriciteit beter te geleiden met minder daadwerkelijk grafeen in het polymeer.

"In ons geval, we waren in staat om chemische dampafzetting te gebruiken om een ​​nanocomposietlaminaat te maken dat elektrisch geleidend is met een grafeenbelasting die 50 keer minder is in vergelijking met de huidige state-of-the-art monsters, "Zei Vlassiouk. Dit is een sleutel om het materiaal concurrerend te maken op de markt.

Als Vlassiouk en zijn team de kosten kunnen verlagen en schaalbaarheid kunnen aantonen, onderzoekers stellen zich voor dat grafeen wordt gebruikt in de ruimtevaart (structurele monitoring, brand vertragende middelen, anti-ijsvorming, geleidend), de automobielsector (katalysatoren, slijtvaste coatings), structurele toepassingen (zelfreinigende coatings, materialen voor temperatuurregeling), elektronica (schermen, gedrukte elektronica, thermisch beheer), energie (fotovoltaïsche, filtratie, energieopslag) en productie (katalysatoren, barrière coatings, filtratie).