Oh water, hou je wel of niet van mij? - Grafeen (graphene) | Grafeen (graphene)
Oh water, hou je wel of niet van mij?
water

Grafeen stoot geen water af, zoals veel wetenschappers denken, maar trekt juist water aan. Dit hebben de chemici Liuba Belyaeva en Pauline van Deursen en hun begeleider Grégory Schneider aangetoond.

Leidse onderzoekers hebben ontdekt dat het oppervlak van grafeen op water, mits schoon en glad, hydrofiel is.

In andere woorden: grafeen trekt water aan.

Dit inzicht is van groot belang voor de verdere toepassing van grafeen.

Lange tijd werd gedacht dat grafeen hydrofoob was, oftewel waterafstotend. De wetenschappers denken dat dat komt omdat grafeen doorgaans wordt geproduceerd op een metaaloppervlak en daarna wordt overgebracht op een solide ondergrond.

Bij het overbrengen kan het grafeen echter beschadigd of verontreinigd raken, wat het bevochtingsgedrag kan beïnvloeden.

Om er achter te komen of een intacte grafeenlaag aan de oppervlakte al dan niet hydrofiel is, moet er een druppeltje water op aangebracht worden. Uit de bolling van het druppeltje valt dan op te maken of het oppervlak waterafstotend is, net als bij een regenjas, of wateraantrekkend is, zoals bij een metaaloppervlak.

Tot zover de theorie, want in de praktijk zal zo’n druppeltje de laag meteen doen scheuren, waarna er niet veel meer valt te meten.

De onderzoekers hebben dit probleem ondervangen door ijs of hydrogel in plaats van water als dragende laag te gebruiken. IJs en hydrogel zijn veel steviger en kunnen water goed nabootsen.

Vervolgens hebben de onderzoekers minuscule druppels water op het grafeen kunnen aanbrengen en daarna de contacthoek tussen het grafeenoppervlak en de buitenkant van de druppel kunnen meten.

Ook hebben ze gemeten aan druppeltjes van een reeks andere vloeistoffen verschillend in polariteit. Op die manier konden ze vaststellen, dat werkelijk alle moleculaire interacties van het onderliggende water gevoeld worden door de watermoleculen in de bovenliggende druppel.

Deze volledige transparantie is het gevolg van de extreme dunheid van grafeen en verklaart waarom grafeen op water zich hydrofiel gedraagt.

Deze ontdekking is van grote betekenis in verband met toepassingen van grafeen in sensoren, waterfiltratie, membranen van brandstofcellen, waarbij grafeen van beide kanten bloot staat aan water. Ontwikkelaars moeten voortaan met een compleet ander gegeven gaan werken, namelijk dat het grafeen waarmee ze werken niet hydrofoob maar hydrofiel is.

Bron: Universiteit Leiden


3D print schaalmodel structuur grafeen

Graphene Job Board

  • Marketing Manager
    Manchester, SRG Engineering
    graphene materials supplier at a point of new investment and growth. First Graphene Ltd. are the leading supplier of high... quality graphene products manufactured directly from high grade Sri Lankan graphite. The company is publicly listed in...
  • Senior Product Development Scientist
    Manchester, SRG Engineering
    to join a leading graphene materials supplier at a point of new investment and growth. First Graphene Ltd. are the leading supplier... of high quality graphene products manufactured directly from high grade Sri Lankan graphite. The company is publicly listed in...