Vidundermaterialet graphen
Længe leve forskningen, må man sige! Det er den, der flytter grænsepæle, hvad enten det drejer sig om ny medicin, udforskning af rummet eller nye materialer. Graphen (med tryk på sidste stavelse) er et relativt nyt materiale, som man blandt andet hos DTU Nanotech arbejder intensivt med, for at gøre stoffet kommercielt anvendelig.
Syv egenskaber
Det var lidt af et tilfælde, da en flage graphen i 2004 blev undfanget på det engelske University of Manchester. Grafens fædre, de russiske nobelprisvindere Andre Geim og Kosteya Novoselov eksperimenterede en fredag aften med tape og et stykke grafit. De brugte tapen til at rive tynde flager af grafitten og opdagede at enkelte af flagerne bestod af blot et enkelt lag kulstofatomer, som de derefter kaldte graphen.
Graphen er meget tyndt, faktisk verdens tyndeste materiale, idet en enkelt flage måler 0,34 nm i tykkelse. Der skal dermed godt 300.000 flager oven på hinanden for opnå samme tykkelse som et stykke papir. Det er gennemsigtigt, kun 2,3 procent af lyset absorberes i materialet, og derfor kan man se lige igennem det. Det er uigennemtrængeligt for gasser på grund af materialets fine masker. Det er 200 gange stærkere end stål, ligesom stoffet er en god elektrisk leder, bedre end kobber, men også en fremragende varmeleder, og endelig kan det foldes, bøjes og strækkes, uden at gå i stykker.
På DTU arbejder DTU Nanotech sammen med blandt andre DTU Cen og DTU Danchip for at skabe et grundlag for en egentlig produktion af materialet i en størrelsesorden, så at det bliver kommercielt anvendeligt. For dels er materialet fundamentalt interessant for fysikken, men dels ser man samtidig nogle oplagte anvendelsesmuligheder i forbindelse med polymerer og i transparente strømførende overflader, ligesom der er perspektiver i anvendelses af graphen til elektronik og transistorer, blandt andet fordi man kan sætte elektronernes bevægelseshastighed op og energiforbruget ned. Man kan få det man kalder ballistisk hastighed på elektronstrømmen, fordi der er plads til den.
Og i LCD skærme og i trykfølsomme skærme som smartphones og solceller bruger man for tiden Indium tinoxyd som både er dyrt og en mangelvare, og som man ifølge New Scientist vil løbe tør for i 2020. Her kan graphen, billedlig talt, komme ind i billedet.
Flere forskere rundt om i verden prøver ihærdigt at udvikle et grundlag for en massefabrikation. Således har koreanske forskere lykkedes med at dyrke graphen på en kobberfolie og at fremstille en 75 centimer bred graphenfilm.
På DTU i Lyngby går man andre veje, siger Tim Booth til DTU Nyheder i december 2011. Her satser man på at kunne producere både nanorør og graphen i større målestok på en nyindkøbt CVD maskine (CVD står for Chemical Vapour Deposition. CVD anvendes også til nedfældning af hårde belægninger på skærende værktøjer). Tim Booth siger også, at DTU nu har verdens bedste kommercielle udviklingsværktøj til kulstofmaterialer, og at man gennem industrisamarbejder håber snart at bringe dette supermateriale, der har rekordagtige mekaniske, elektriske, termiske og strukturelle egenskaber, inden for rækkevidde af danske industrivirksomheder.emme
