Stel je een materiaal voor dat zowel ongelooflijk sterk als opmerkelijk flexibel is. Fysici aan de Universiteit van Wenen, Oostenrijk, hebben een manier ontdekt om grafeen, al bekend als een 'wonder materiaal', aanzienlijk rekbaarder te maken. Deze doorbraak, onthuld in april 2024, zou een revolutie teweeg kunnen brengen in draagbare elektronica en andere toepassingen die flexibiliteit vereisen.
Het team, onder leiding van Jani Kotakoski, bereikte dit door rimpelingen in het grafeen te creëren, vergelijkbaar met een accordeon. Door een paar atomen te verwijderen, veroorzaakten ze uitstulpingen en ribbels in het materiaal. Dit 'accordeoneffect' zorgt ervoor dat het grafeen met veel minder kracht kan worden platgedrukt dan het uitrekken van een platte plaat, waardoor het veel soepeler wordt.
Cruciaal is dat de experimenten werden uitgevoerd in een ultraschone, luchtledige omgeving, waardoor interferentie van vreemde deeltjes werd voorkomen. Wael Joudi, de eerste auteur van de studie, benadrukte het belang van deze ongerepte omgeving. 'Dit unieke systeem... stelt ons in staat om 2D-materialen zonder interferentie te onderzoeken', zei hij, en benadrukte hoe zelfs minuscule deeltjes de eigenschappen van grafeen drastisch kunnen veranderen.
Simulaties bevestigden de vorming van golven en de resulterende rekbaarheid, waardoor de experimentele bevindingen werden gevalideerd. De ontdekking verklaart ook eerdere tegenstrijdige resultaten met betrekking tot de stijfheid van grafeen. Er werd vastgesteld dat vreemde deeltjes op het oppervlak het accordeoneffect onderdrukken, waardoor het materiaal stijver lijkt.
Dit nieuw ontdekte vermogen om de stijfheid van grafeen te reguleren, opent opwindende mogelijkheden. 'De resultaten openen een manier om de stijfheid van grafeen te reguleren en banen zo de weg voor potentiële toepassingen', concludeerde Wael Joudi. Van flexibele displays tot biocompatibele sensoren, het accordeoneffect belooft het volledige potentieel van grafeen te ontsluiten.