Speelgoed plus grafeen is gelijk aan druksensor - Grafeen (graphene) | Grafeen (graphene)
Speelgoed plus grafeen is gelijk aan druksensor
coleman

Ongeveer twaalf jaar geleden publiceerden wetenschappers uit de Universiteit van Manchester voor het eerst de vaststelling van Dirac fermionen in een enkele geïsoleerde laag van koolstof.

Wat evenveel betekent dat wetenschappers toen een materiaal hadden ontdekt – een primeur – waarbij elektronen zich gedragen als deeltjes zonder massa, exact zoals de beroemde wetenschapper Albert Einstein ooit voorspelde voor deeltjes die reizen aan de snelheid van het licht.

Sinds die dag werd grafeen het onderwerp in tal van fundamentele onderzoeken verspreidt over de hele wereld.

Grafeen is een vorm van licht in de gedaante van een vaste stof dat bestaat uit een honingraatstructuur van koolstofatomen. De materie kan elektriciteit en warmte geleiden als de beste.

Professor Jonathan Coleman van de Universiteit van Dublin (samen op de foto met zijn zoon) blijkt eveneens een grote fan van te zijn van het wondermateriaal. Hij en zijn team kwamen al eerder in het nieuws toen ze erin slaagden om in grote getallen zuivere vlokken grafeen te produceren via het gebruik van een simpele keukenmixer.

Als het van Coleman afhangt – een zeer gewaardeerde wetenschapper binnen het grafeen circuit – is de speeltijd met het wondermateriaal nog lang niet voorbij.

In dit onderzoek ging de professor samen met zijn team op zoek naar applicaties die de medicinale sector kunnen assisteren. Grafeen beschikt over heel wat significante eigenschappen die omgezet kunnen worden in voordelen ten gunste van de welzijnszorg.

Een streepje grafeen kan een rekbare en kleverige massa – bekend als Silly Putty – transformeren in een sensor die in staat is om een menselijk polsslag te controleren en zelfs gevoelig genoeg is om de sierlijke stappen van een kleine spin te volgen.

Het gemodificeerde speelgoed vertoont ook een vorm van zelfherstelling die nieuwe inventieve grafeen composieten kan inluiden.

De onderzoekers verzamelden dunne vellen grafeen van slechts een nanometer dik en voegden deze toe aan een rekbaar siliconen polymeer (hetzelfde als Silly Putty).

Deze vellen creëren een microscopisch netwerk van elektrische geleiders binnenin de brei. Wetenschappers kunnen dan de elektrische weerstand meten, of eerder hoe moeilijk het is voor een elektrische stroom om doorheen de geleiders passeren. Informatie verkrijgen ze door de G-putty met elektroden aan te sluiten op een computer.

Het aangepaste speelgoed, de G-putty, doet dus eigenlijk dienst als een druksensor, waarbij onderzoekers deze technologie kunnen kalibreren om de weerstand ervan om te zetten in vitale metingen.

Wanneer het gemodificeerde speelgoed tegen de huid werd gehouden, in de buurt van de halsslagader op de nek van een persoon, was een zachte puls genoeg om de elektrische stroom die door het grafeen loopt te verstoren, om vervolgens de weerstand te kunnen meten, rapporteerde het team in Science.

Een eenvoudige combinatie van een speelgoed zoals Silly Putty en grafeen kan een nieuw tijdperk van elektronische sensors inluiden.

De G-putty is gevoelig genoeg gebleken om te meten hoeveel druk er wordt uitgeoefend op de vaatwanden wanneer het hart klopt en rust, en komt dus aanmerking als een minder-invasief alternatief voor bloeddrukmetingen in vergelijking met een manchet.

Het materiaal is 250 keer gevoeliger dan de goedkoopste metaal gebaseerde sensor op de markt.

De onderzoekers hebben al stappen gezet in de richting van commercialisering omdat G-putty gemakkelijk kan gereproduceerd worden aan lage kosten.

De G-putty kan verwerkt worden tot een kleine goedkope sensor die op een eenvoudige manier patiënten thuis kan controleren.

Bron: Nature
Foto: Trinity College Dublin


3D print schaalmodel structuur grafeen

Graphene Job Board

  • Research Fellow in Chemistry (EPSRC-QUIET)
    Birmingham
    development, fabrication of graphene-based devices, and surface electrochemistry. This post is part of a large-scale EPSRC...
  • Materials Engineering KTP Associate
    North West England, University of Manchester
    Engineer to undertake this 33 month project which has an overall aim of developing graphene-based nano-composite materials... art developments in graphene-polymer composites, as well as in the design and development of sportswear, especially sports...