2 aug. 2012
2 minuten
Duitse materiaalwetenschappers van de Universiteiten van Kiel en Hamburg hebben het lichtste materiaal ter wereld gecreëerd. Een kubieke centimeter van dit materiaal, dat aerografiet is gedoopt, weegt maar 0,2 milligram en dat is vier maal lichter dan de vorige recordhouder, 5000 maal minder dicht dan water en zes maal lichter dan lucht.
Aerografiet is een gaas van koolstof buisjes die elk een diameter hebben van ongeveer 15 nm en die zijn verweven op nano- en microschaal. Het materiaal is elektrisch geleidend, buigzaam, pikzwart (niet-transparant) en is bestand tegen hoge druk- en trekbelastingen. Aerografiet kan worden samengedrukt tot een dertigste van zijn normale afmetingen, waarbij de sterkte en de geleiding toenemen. Het veert terug zonder dat de structuur is beschadigd en het kan 40 000 maal zijn eigen gewicht dragen.
Zinkoxide
"Je kunt het je voorstellen als een klimop-web dat zichzelf rond een boom wikkelt. Daarna wordt de boom weggehaald", zegt professor Rainer Adelung uit Kiel. De ‘bomen’ zijn in dit geval zinkoxidekristallen die zijn gevormd als tetrapods (zie afbeelding). Die kristallen worden in een oven geplaatst en via CVD (chemical vapour deposition) bekleed met een laag koolstof. Tegelijkertijd wordt waterstofgas toegevoerd dat het zuurstof weghaalt van het zinkoxide. Het zink valt naar de bodem van de oven en wat overblijft is het koolstof skelet: aerografiet.
Er wordt vooralsnog gedacht aan drie mogelijke toepassingen: batterijen, wearable computing en filtratie. Door het geringe gewicht en het relatief grote oppervlak kan aerografiet de vervaardiging van veel lichtere lithium-ion batterijen en supercondenstoren mogelijk maken. Niet geleidende voorwerpen, kunnen worden gecoat met aerografiet om ze geleidend te maken zonder dat ze zwaarder worden. Omdat koolstof al wordt gebruikt om water te filteren zou aerografiet kunnen excelleren bij het filteren van water en lucht. De wetenschappers melden dat ze door het process te wijzigen – de oventemperatuur, hoe snel waterstof wordt toegevoerd – de structuur van het aerografiet kunnen aanpassen, mogelijk om het voor elke toepassing te optimaliseren.
Als interessante bijkomstigheid is aerografiet superhydrofoob – dus als je liefhebber bent van zwart, dan is het een goed middel om je kleren waterdicht te maken.
Lees meerbij Kiel University, of de research-paper DOI: 10.1002/adma.201200491
Anderen lazen ook
