Het materiaal grafeen heeft veel ongelooflijke eigenschappen, maar tot op heden was het moeilijk om het op grote schaal in de industrie te gebruiken, omdat het zijn unieke eigenschappen verliest en teruggaat naar zijn oorsprong grafiet. Onderzoeker Mamoun Taher heeft een nieuwe vorm van grafeen ontwikkeld die het probleem kan oplossen.

"De uitdaging was om de uitstekende eigenschappen van grafeen op te schalen van nanoschaal in laboratoria naar macroschaal in de industrie zonder degradatie, ", zegt Mamoun Taher. Hij is onderzoeker bij de afdeling Chemie van de Universiteit van Uppsala en CEO van start-up bedrijf Graphmatech.

Grafeen is één atoom dik tweedimensionaal koolstofmateriaal. Het is flexibel, 200 keer sterker dan staal, en heeft vele andere voordelige eigenschappen. Het probleem is dat wanneer het op grote schaal wordt geproduceerd, de dunne vlokken hebben de neiging om opnieuw te kleven. Als resultaat, het materiaal verliest zijn wonderlijke eigenschappen en wordt meer grafiet.

Het nieuwe materiaal, Aros grafeen, is ontworpen om dit te voorkomen door ontworpen moleculen op te nemen, zogenaamde "scheiders".

"De separatoren zijn ontworpen om grafeenvlokken te scheiden zonder hun eigenschappen aan te tasten, dus we hebben controle over het materiaal. Het proces is ontworpen om milieuvriendelijk te zijn, we gebruiken water als oplosmiddel en geen gevaarlijke chemicaliën."

Onderzoek in samenwerking met bedrijven

Mamoun Taher verdeelt zijn tijd tussen onderzoek aan het Ångström Laboratory en het werken met start-up bedrijf Graphmatech. Aan zijn zijde staat ondernemer Björn Lind, een van de breinen achter het bedrijf Disruptive Materials en Upsalite, een ander materiaal ontwikkeld op basis van onderzoek aan de Universiteit van Uppsala.

De ontwikkeling vindt plaats in nauwe samenwerking met het bedrijf ABB en zij hebben ook toegang tot de laboratoria van ABB in Västerås.

Mamoun Taher deed zijn ontdekking als postdoc aan de Universiteit van Uppsala. Oorspronkelijk uit Syrië, nadat hij een proefschrift schreef in de chemie van interfaces aan de Luleå University of Technology, hij kwam naar de universiteit van Uppsala. In samenwerking met ABB Corporate Research Centre in Västerås, hij werkte met grafeenmaterialen, maar viel op hoeveel van de eigenschappen verloren gingen toen de vlokken aan elkaar plakten.

"Ik combineerde mijn eerdere onderzoek met mijn studies van grafeen, en zo werd Aros Graphene geboren."

Thermisch beheer van elektronica

Hij nam contact op met UU Innovatie, de eenheid van de universiteit ter ondersteuning van de commercialisering van onderzoeksresultaten, en de Europese organisatie InnoEnergy. Met hun steun, het bedrijf vertrok. Er zijn toepassingen in de elektronica- en telecommunicatie-industrie, waar het materiaal kan worden gebruikt om de warmte van elektronica efficiënt af te voeren, wat compactere ontwerpen mogelijk maakt, spam met een langere levensduur en een veiligere werking.

"We hebben gezien dat een koelpasta die Aros Graphene bevat 180 procent beter warmtegeleidend is dan andere koelpastaproducten op de markt. In de nabije toekomst, waar steeds meer datacenters nodig zullen zijn om gegevens op te slaan, er is een enorme vraag naar geavanceerde oplossingen voor thermisch beheer."

GraphMaTech heeft verschillende andere projecten, bijvoorbeeld op zelfsmerende mechanische systemen, 3d printen, bewegende elektrische contacten en gedrukte supercondensatoren.

"We ontwikkelen niet alleen een materiaal, maar ook processen die kunnen worden gebruikt door grafeenproducenten en andere materiaalgerelateerde industrieën. We zijn momenteel in gesprek over het licentiëren van ons proces, ' zegt Mamoun Taher.