Een team van de Northwestern University hervormt de wereld van grafeen - letterlijk.

Het team heeft grafeenoxide (GO) omgezet in een zachte, kneedbaar en kneedbaar deeg dat kan worden gevormd en omgevormd tot vrijstaande, driedimensionale structuren.

Genaamd "GO deeg, " het product is misschien leuk om mee te spelen, maar het is meer dan speelgoed. Het kneedbare materiaal lost verschillende langdurige - en soms explosieve - problemen op in de grafeenproductie-industrie.

"Momenteel wordt grafeenoxide opgeslagen als droge vaste stoffen of poeders, die vatbaar zijn voor verbranding, " zei Jiaxing Huang, die de studie leidde. "Of ze moeten worden omgezet in verdunde dispersies, die de massa van het materiaal met honderden of duizenden vermenigvuldigen."

Huang vertelde over zijn meest recente zending van 5 kilogram grafeenoxide, die werd gedispergeerd in 500 liter vloeistof. "Het moest in een vrachtwagen worden afgeleverd, " zei hij. "Dezelfde hoeveelheid grafeenoxide in deegvorm zou ongeveer 10 kilogram wegen, en ik zou het zelf kunnen dragen."

Het onderzoek is vandaag (24 januari) gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie . Huang is een professor in materiaalkunde en techniek aan de McCormick School of Engineering van Northwestern.

grafeen oxide, dat een product is van grafietoxidatie, wordt vaak gebruikt om grafeen te maken, een dikke laag koolstof uit één atoomlaag die opmerkelijk sterk is, lichtgewicht en heeft potentieel voor toepassingen in elektronica en energieopslag.

Alleen water toevoegen

Het team van Huang maakte GO-deeg door een ultrahoge concentratie grafeenoxide aan water toe te voegen. Als het team bindende additieven had gebruikt, ze zouden het materiaal verder moeten verwerken om deze additieven te verwijderen om grafeenoxide in zijn zuivere vorm terug te brengen.

"Het toevoegen van bindmiddelen zoals plastic kan alles in deegvorm veranderen, " zei Huang. "Maar deze additieven veranderen vaak de eigenschappen van het materiaal aanzienlijk."

Na te zijn gevormd tot structuren, het deeg kan worden omgezet in dichte vaste stoffen die elektrisch geleidend zijn, chemisch stabiel en mechanisch hard. Of, er kan meer water aan het deeg worden toegevoegd om het op verzoek om te vormen tot een hoogwaardige GO-dispersie. Het deeg kan ook verder worden verwerkt om bulkgrafeenoxide en grafeenmaterialen van verschillende vormen met instelbare microstructuren te maken. Huang hoopt dat het gebruiksgemak van GO dough grafeen kan helpen zijn langverwachte potentieel als supermateriaal te benutten.

"Mijn droom is om op grafeen gebaseerde platen om te zetten in een breed toegankelijke, gemakkelijk bruikbaar technisch materiaal, net als kunststof, glas en staal, Huang zei. "Ik hoop dat GO-deeg kan helpen bij het inspireren van nieuwe toepassingen van op grafeen gebaseerde materialen, net zoals hoe deeg de verbeelding en creativiteit van jonge kinderen kan inspireren."