Wetenschappers in Oekraïne hebben min of meer per ongeluk een honingraatstructuur gemaakt van koolstof, zo melden ze in het blad Physical Review Letters. Dit ‘driedimensionale grafeen’ heeft rechte kanaaltjes, waarin atomen en kleine moleculen zich kunnen nestelen. Dankzij dit principe kan het gloednieuwe materiaal naar verwachting dienen voor de opslag van gassen.
In de laatste decennia zijn verschillende exotische verschijningsvormen van koolstof ontdekt. Zo zijn daar de buckyball, koolstof nanobuisjes en grafeen. Nu komt daar honingraatkoolstof bij, een min of meer toevallige ontdekking.
De onderzoekers lieten in een vacuüm koolstof verdampen en het weer neerslaan tot vliesjes of films van 8 tot 10 nm dik. Toen ze deze dunne lagen analyseerden met een transmissie-elektronenmicroscoop, ontdekten de onderzoekers onverwachte structuren: loodrecht op het oppervlak bleken vele smalle, open kanalen te zitten.
Gassen opnemen
Dit klopte perfect met hun observatie dat de gefabriceerde koolstoffilms gassen opnemen (APS Physics). ‘Onze eerste proeven laten zien dat ons materiaal twee keer zoveel gas absorbeert als koolstof nanobuisjes’, vertelt onderzoeksleider dr. Nina Krainyukova van de National Academy of Sciences of Ukraine in Kharkiv. ‘Dat maakt het materiaal veelbelovend voor praktisch gebruik. Des te meer omdat kleinere gasmoleculen, zoals helium en waterstof, zich hechten aan de koolstofmatrix.’
Zuiniger waterstof opslaan
Waterstof is een energiedrager, onder meer interessant voor het opslaan van (duurzame) elektriciteit. Het opslaan van de waterstof zelf – onder hoge druk of sterk gekoeld – kost echter nog veel energie. De hoop is dat dit met poreuze materialen veel zuiniger kan. De honingraatkoolstof heeft nog een lange weg te gaan voordat het hierop is te testen. Krainyukova: ‘We kunnen nog slechts films tot 1 µm dik maken en die zijn niet bepaald zuiver: ze zijn een mengvorm van honingraat en nanobuisjes. Ons eerste doel is om het materiaal zuiver, in grotere hoeveelheden en met vooraf bepaalde parameters te kunnen produceren.’
Afbeelding: N. Krainyukova/National Academy of Sciences of Ukraine
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.