Home 3D-Innovation Onderzoekers gebruiken 3D-printen om grafeen in bulk te produceren

Onderzoekers gebruiken 3D-printen om grafeen in bulk te produceren

3 min lezen
0

Grafeen is een materiaal waar al een tijdje veel over gesproken wordt, zowel in de 3D-printindustrie als daarbuiten. Het is meer dan 100 keer sterker dan staal, het is lichtgewicht en het is een geweldige geleider van elektriciteit en warmte. Het enige probleem met grafen lijkt te zijn dat het moeilijk is om in bulk te produceren. Onderzoekers van Rice University en Tianjin University werken eraan om dat te veranderen en zijn erin geslaagd om hele kleine en dunne stukjes grafeen te 3D-printen.

In potentie kan deze techniek ertoe leiden dat objecten vervaardigd kunnen worden in grafeen en tóch in bulk kunnen worden geproduceerd, zeg maar in hoeveelheden die bruikbaar zijn voor industriële toepassingen.

In 2016 begonnen onderzoekers in het laboratorium van James Tour (scheikundige van Rice University) met het maken van grafeenschuim met behulp van nikkel, lasers en – geloof het of niet – poedersuiker. Dit jaar brachten ze hun onderzoek een fase verder door het schuim te versterken met koolstof nanobuisjes, waardoor ze een  materiaal konden produceren dat ze  ‘rebar graphene’ noemden. Rebar Graphene was sterk genoeg om 3.000 keer zijn eigen gewicht te ondersteunen, terwijl zijn vorm werd behouden. Het was echter moeilijk om te maken omdat er een ​​prefab 3D-vorm voor nodig is alsmede een chemisch dampafzettingsproces van 1.000 ºC en bijna drie uur verwarming en koeling.

Nu heeft het laboratorium van Tour, samen met twee andere laboratoria van de Rice en Tianjin University, een nieuw proces ontwikkeld om het materiaal te produceren: 3D-printen. Met behulp van nikkel en poedersuiker pasten de onderzoekers een laser-gebaseerde 3D-printtechniek aan om kleine blokken grafeenschuim te creëren. Er zijn geen matrijzen vereist, en het proces kan bij kamertemperatuur uitgevoerd worden.

De onderzoekers gebruikten een in de handel verkrijgbare CO2-laser om de suiker te smelten, terwijl de nikkel als katalysator optrad en grafeen vormde nadat het mengsel afgekoeld was. Zij hebben een uitgebreide studie uitgevoerd om de optimale hoeveelheid tijd en laservermogen te bepalen om de productie van grafeen te maximaliseren. Het resultaat was een lichtgewicht grafeen met lage dichtheid met grote poriën die 99 procent van zijn volume vormen.

Toon meer gerelateerde berichten
Toon meer door Maarten Verkoren
Toon meer in 3D-Innovation

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Bekijk ook

Provincie Noord-Holland en 3D Makers Zone gaan partnership aan

Haarlem, 6 september 2017 – Onder het motto Open Innovatie tekende Algemeen Directeu…