Grafeen; wat is het en wat kunnen we ermee?

De naam Grafeen is nog relatief onbekend, maar we horen de term Grafeenoxide steeds vaker voorbij komen in informatie over Coronavaccins. Wat is dit spul? Waar komt het vandaag en wat kunnen we ermee?

Grafeen is een vorm van Carbon

Grafeen is carbon, net als koolstof, grafiet of diamant. Hoe zat het ook al weer? Koolstof heet Carbonium in het Latijn en komt voor in verschillende verschijningsvormen.
Carbon is een niet-metaal met scheikundig element met als symbool C en atoomnummer 6.
Corbon in de vorm van grafiet is één van de zachtste materialen op aarde, met hardheid 1,5. Het heeft wél een sterkte trekkracht. Diamant, een ander soort koolstofverbinding is juist het hardste materiaal op aarde met hardheid 10.
Het verschil zit, kort gezegd, in de wijze waarop de moleculen aan elkaar zitten. Grafeen is voor het eerst geïsoleerd in 2004 en sindsdien wordt druk gespeculeerd over de toepassingen ervan.

Grafeen:

Grafeen is ontdekt door tape en een blok grafiet. De grafiet bleef aan de tape plakken in een heel dun laagje. Door dat laagje opnieuw met plakband dunner te maken, bleef er uiteindelijk een laagje grafeen over dat slechts één molecuul dik is. De moleculen zitten met elkaar verbonden in de vorm van een honingraat, een zeskantig raster. Doordat het slechts één molecuul dik is is het een twee-dimensionaal materiaal, het heeft geen dikte. Een enkel laagje is met het blote oog dan ook niet te zien. Grafeen wordt door zijn vorm ook wel nanokippengaas genoemd.
Grafeen is een heel veelzijdig materiaal. Het is licht, maar ondanks dat toch heel sterk. Het is een zeer goede geleider voor elektriciteit. Het is daarnaast een goede termische geleider.

Deze eigenschappen maken het interessant voor vliegtuigbouw, ruimtevaart. En vanwege de sterkte geleiding is het interessant voor elektronische toepassingen, zoals in de microchipindustrie. Doordat grafeen sterk, maar ook flexibel is, zou het gebruikt kunnen worden voor flexibele computerschermen. Er wordt ook gedacht aan gebruik in op kleding draagbare elektronica.

Daarnaast wordt grafeen gecombineerd met ander materiaal, zoals plastics en rubber. Eén van de eerste toepasingen van grafeen was het tennisracket van Novak Djokovic.

Toepassing in de medische wereld:

Een onverwachte toepassing van grafeen is het gebruik in het lichaam. Doordat grafeen een groot opperclakte heeft, kan het worden ingezet voor transport van medicijnen in het lichaam. Het grafeen beweegt zich dan als een soort vliegend tapijt, waaraan de medicijnen vastzitten, door het lichaam en laat het los als de juiste plek is bereikt.
Lees hier meer over in New Scientist: 5 vragen over grafeen, een artikel van Dorien Schenk uit 2016.