Grafeen printen is lastig en de eigenschappen van de print zijn vaak niet goed. Een nieuwe printmethode, waarbij grafeen wordt afgewisseld met laagjes lucht, lijkt wél goed te werken.

Virginia Tech, een technische universiteit in de Verenigde Staten, bouwde een printer die een mengsel van aerogel (poreus materiaal met een hele lage dichtheid) en grafeen kan printen. Bijzonder is hoe dun de aerogel geprint wordt: de printdraad is 10 µm dik, een tiende van het vorige record. Dat is mogelijk door een nieuwe aerogel die de onderzoekers zelf ontwikkelden. De luchtlaagjes zijn nodig omdat je het grafeen niet zomaar 3D kan printen. Dan krijg je namelijk gewoon grafiet, hetzelfde materiaal als potloden, en dat mist alle mooie eigenschappen van grafeen.

Maar daarmee waren ze er nog niet. Er restte nog het mengen van de aerogel met grafeen, en daarna het openbreken van de moleculen met ultrageluid om te te kunnen mengen met een ander polymeer. Dat polymeer is nodig voor de stevigheidom met een heel specifieke printmethode een bouwwerk te maken. Dat bouwwerk gaat vervolgens in een oven om gebakken te worden zodat het polymeer wegbrandt en het grafeen-luchtmengsel overblijft als stevig object.

 

Allerlei toepassingen

Daarmee krijgt de grafeenprinter meer vormvrijheid en kunnen allerlei objecten gemaakt worden van grafeen. De onderzoekers maakten vier verschillende vormen met een resolutie in de orde van 10 µm, iets dat voorheen niet mogelijk was. De printtechniek maakt grafeen in theorie geschikt voor allerlei toepassingen: een 3D-katalysator of een structuur die stoffen scheidt bijvoorbeeld.

 

[bijschrift?]


Grafeen is een atoomdik laagje koolstof met allerlei bijzondere eigenschappen. Het geleidt fantastisch en kan veel gewicht dragen ook al is het extreem dun. Daarom geldt grafeen al jaren als een materiaalbelofte: het zou ons allerlei nieuwe high-tech spullen opleveren. Voorlopig blijft de echte grafeenrevolutie echter uit: de productie van het materiaal op grote schaal blijkt heel moeilijk.

 

Laboratoria

Of deze printmethode verandering gaat brengen valt te bezien: zowel het grafeen als de aerogel moeten eerst worden gemaakt voor de printer ermee aan de slag kan. En de printer die de onderzoekers gebruiken is niet commercieel verkrijgbaar en werkt niet op grote schaal. Bovendien is het proces duur en tijdrovend. Voor specifieke toepassingen in laboratoria is het misschien interessant, maar het zal nog wel even duren voor geprint grafeen ook in onze huiskamers of telefoons aanwezig is.