Je leest:

1,5 miljoen euro voor onderzoek naar grafeen

1,5 miljoen euro voor onderzoek naar grafeen

Auteur: | 18 maart 2009

De Leidse onderzoeker Carlo Beenakker ontving anderhalf miljoen euro voor een vijfjarig onderzoek naar de eigenschappen van elektronen in grafeen. Deze elektronen, die door het grafeen bewegen alsof ze lichtdeeltjes zijn, kunnen deuren openen naar een nieuwe chiptechnologie. Maar volgens Beenakker is dat lang niet alles waar grafeen goed voor is.

Sinds de ontdekking van grafeen in 2004 is het materiaal helemaal ‘hot’. Onderzoeksgroepen die speciaal naar grafeen kijken schieten als paddenstoelen uit de grond. Iedere materiaalwetenschapper wil nieuwe eigenschappen ontdekken van de koolstoflaag die slechts één atoom dik is. Zo ook de Leidse professor Carlo Beenakker. Beenakker ontving anderhalf miljoen euro van de Europese Onderzoeksraad (ERC) om uit te zoeken hoe je elektronen in grafeen kunt beïnvloeden. “Elektronen in grafeen hebben geen massa”, vertelt Beenakker. “Dat maakt ze heel snel en wendbaar. Maar het is lastig om ze te sturen.”

Zo stellen wetenschappers zich grafeen voor. De afstand tussen de koolstofatomen, de bolletjes op het rooster, is ongeveer een tiende nanometer.

Beenakker is van plan om met de anderhalf miljoen euro vijf jaar onderzoek te gaan doen naar de massaloze elektronen in grafeen. Zijn belangrijkste doel is te leren hoe hij de elektronen kan sturen. Normaal gesproken gaat dat met een elektrisch veld, maar in grafeen gaat die vlieger niet op. “De elektronen in grafeen gedragen zich als fotonen, oftewel lichtdeeltjes. Ze gaan dwars door je elektrisch veld heen. We denken daarom in de richting van hoe we licht sturen, zoals spiegels. Zo kun je ook denken aan elektronenspiegels. Die werken met behulp van een elektrisch of magnetisch veld, of met supergeleiders.” Als dat lukt heeft Beenakker de basis van een totaal nieuw type transistor in handen. Grafeen zou op termijn zelfs silicium kunnen vervangen als bouwmateriaal voor chips.

Terrorismebestrijding

Luisterend naar Beenakker is het geen verrassing dat de ERC hem de anderhalf miljoen euro toekende. Vol vuur vertelt hij verder over het wondermateriaal grafeen. “De eigenschappen van grafeen zijn veel breder toepasbaar dan alleen voor de elektrische industrie. Het materiaal heeft ook bijzondere mechanische eigenschappen: je kunt het opblazen als een ballon, of als een trommelvlies van één atoom dik in trilling brengen.” Deze flexibiliteit ziet Beenakker terugkomen in microelektromechanische systemen (MEMS). Zo denkt hij een slingertjes, veertjes en ballonnetjes op atoomschaal. Die zijn bruikbaar voor nanobots (robotjes ter grootte van enkele moleculen), of als medicijn voor het schoonschrapen van bloedvaten.

Een andere plek waar grafeen tot zijn recht kan komen is de sensorindustrie. Een vel grafeen is elektrisch geleidend. Als er ook maar één molecuul van een vreemde stof neerstrijkt op het vel verandert de elektrische weerstand, en dat is te meten. Beenakker denkt hierbij voornamelijk aan toepassingen binnen de terrorismebestrijding.

Een impressie van een watermolecuul boven een sensor van grafeen. Zodra het molecuul de laag grafeen raakt verandert de weerstand. De verandering is meetbaar en kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor het detecteren van giftige gassen.

Voorzet

Allemaal mooie toekomstdromen, maar voorlopig moet er nog heel wat werk in het lab worden verzet. Maar dan? Wordt Nederland de wieg van de grafeentechnologie? “Ach, we staan in de top vijf”, zegt Beenakker. Volgens hem besteedt vooral Japan momenteel miljarden yen aan het onderzoek. In zijn eigen lab probeert Beenakker vooral de voorzet te geven. “Ik ben theoreticus. Ik probeer met ideeën te komen. Het uitontwikkelen van die ideeën en het bedenken van goede toepassingen laat ik aan anderen over.”

Lees meer over grafeen:

Wat is grafeen, waarom is het zo bijzonder en wat kunnen we ermee? Word in één klap expert op het gebied van grafeen met ons overzichtelijke Kennislinkdossier.

Externe links

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 18 maart 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.