Grafeen

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Grafeen
Grafiet kan gedacht worden als een "stapeling" van grafeenlagen.

Grafeen is een enkellaagsvlak van koolstofatomen. Het kan voorgesteld worden als een vlak bijenraat of kippengaas met de dikte van één atoom. Grafiet kan gezien worden als een opeenstapeling van lagen grafeen. De koolstofatomen in grafeen zijn alle sp2-gehybridiseerd. Grafeen is 200 keer beter bestand tegen breken dan staal,[1][2] waardoor het voor zover bekend één van de sterkste materialen is. Grafeen is ook één van de snelste halfgeleiders (zo'n honderd keer sneller dan silicium).[3] Hardwarefabrikanten doen onderzoek naar transistoren uit grafeen.[4]

Als grafeen met waterstofgas reageert, ontstaat grafaan. Bij volledige verzadiging met waterstof zijn alle koolstofatomen dan sp3-gehybridiseerd.

In 2010 won Andre Geim samen met Konstantin Novoselov de Nobelprijs voor de natuurkunde voor hun onderzoek naar de eigenschappen van grafeen.[5]

Eigenschappen[bewerken]

Eigenschap Waarde
Specifiek oppervlak 7,57 × 10−7 kg·m−2[6]
E-module ca. 1020 GPa[7]
Treksterkte 1,25 × 1011 Pa[7]
Verzwakking door zichtbaar licht 2,3 %[8]
Laagdikte 3,35 × 10−10 m[6]
Thermische geleidbaarheid ca. 5000  W/(m·K)[9]
Specifieke elektrische weerstand 31  \Omega·m

Noten

  1. (en) C. Lee et al. sciencemag.org - Science 321 (2008) "Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene", Science 18 July 2008: Vol. 321 no. 5887, p. 385-388
  2. (en) wayback.archive.org - World’s Strongest Material. In: Inside Science News Service (Press release), archiefpagina van 28 juli 2008
  3. (en) electronicsweekly.com - Graphene shown to be the fastest semiconductor, 16 januari 2008
  4. (en) physicsworld.com - Graphene transistor speeds up, 5 januari 2009
  5. nos.nl - Nobelprijs voor Russische Nederlander, 5 oktober 2010
  6. a b Harry Marsh, Francisco Rodríguez-Reinoso: Science of Carbon Materials. 2000. Zitiert in: Christian Anton Rottmair: Einfluss der thermischen Prozessführung auf die Eigenschaften von Graphitformteilen, hergestellt durch Pulverspritzguss von Mesophasen-Kohlenstoff. 2007, S. 10–11 (Dissertationsarbeit, Universität Erlangen-Nürnberg, 2007, PDF).
  7. a b Changgu Lee, Xiaoding Wei, Jeffrey W. Kysar, James Hone: Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene. In: Science. 321, Nr. 5887, 2008, S. 385–388, doi:10.1126/science.1157996.
  8. Rainer Scharf: Sichtbare Feinstrukturkonstante. In: Pro Physik. 4. April 2008, geraadpleegd op 24 februar 2011.
  9. Class for Physics of the Royal Swedish Academy of Sciences, Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2010 - Graphene, 2010, 8. PDF