EO

Aerografiet: zes maal lichter dan lucht, geleidend en supersterk

02 augustus 2012 om 10:13 uur - Kiel/Hamburg

Een detail van het lichtste materiaal ter wereld: aerografiet. Open koolstof buisjes vormen een fijn gaas met een gewicht van 0.2 milligram per kubieke centimeter. De foto is genomenmet een scanning electron microscope (TEM). bron: TUHH

De tetrapods van het zinkoxide vormen een ideale basis voor het vervaardigen van aerografiet. bron: TUHH

Aerografiet is waterafstotend, pikzwart en elektrisch geleidend. (foto: KU)

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

 

 

Reacties (3)

Interessant hoor.
@Jan, strikt genomen is een omhulsel niet nodig omdatde stof zelf al lichter dan lucht is.
Een blokje aerografiet moet in onze lucht dus al opstijgen.
Thieu, 19 februari 2014 14:07
Dus het moet mogelijk zijn om er een luchtdichte omhulling omheen te maken en luchtledig te zuigen. Het object zal dan, net als een Zeppelin of ballon, in de lucht stijgen. Dit schept weer nieuwe mogelijkheden?
Jan Wiegerinck, 6 augustus 2012 12:48
Is het nu 0,2 of 2 milligram per kubieke centimeter? ietsje zorgvuldiger overschrijven!
Cor Beijersbergen, 6 augustus 2012 12:22
 

Gerelateerd nieuws

Microbiële cyborgs: bacteriën die stroom leveren

Microbiële cyborgs: bacteriën die stroom leveren

Op een dag kunnen 'microbiële cyborgs' worden gebruikt in brandstofcellen, biosensoren of bioreactoren. Wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben een programmeerbaar, biohybride…

Kansen voor bedrijven in de vermogenselektronica richting 2030

Kansen voor bedrijven in de vermogenselektronica richting 2030

“Ondanks de uitdagingen waar het Nederlandse bedrijfsleven op de korte termijn mee geconfronteerd wordt, zijn de kansen in het veld van vermogenselektronica groot en talrijk.” Deze kansen en mogelijkheden zal…

Fotonische kristallen:

Fotonische kristallen: "Zelfs dun functioneel"

Fotonische kristallen zijn de nanostructuren die fotonen kunnen manipuleren door middel van een energy gap. Lang werd gedacht dat fotonische kristallen vrij dik moeten zijn om functioneel te zijn. Wetenschappers uit…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

19 augustus 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

22 september 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

22, 23, 29, 30 september 202

Meer agendapunten »