Met een organisch zuur als beitel en ultrageluid als hamer kun je heel eenvoudig velletjes grafeen afsplitsen van een blok grafiet. Van alle tot nu toe bedachte productiemethodes is dit verreweg de handigste, zo claimen Swastik Kar en collega’s (Rensselaer Polytechnic Institute, VS) op de website van Nano Letters.

De redactie heeft alvast beloofd om deze nanotechnologische variatie op de klassieke leisteen-industrie te verheffen tot voorpagina-artikel in de gedrukte editie. Maar dat is pas in november.

Het zuur in kwestie is 1-pyreencarboxylzuur, C₁₇H₁₀O₂. Pyreen, een mozaiekje van vier benzeenringen, is sterk hydrofoob. Vandaar dat het zuur zich sterk hecht aan grafiet, dat eveneens hydrofoob is.

Kars truc is nu om het zuur op te lossen in water (wat dankzij de carboxylgroep toch nog lukt), daar wat grafietpoeder bij te doen, en het geheel bij kamertemperatuur bloot te stellen aan ultrasone geluidsgolven. Door de trillingen worden de bindingen tussen de verschillende moleculaire lagen van het grafiet mechanisch verzwakt, en dat geeft de zuurmoleculen weer de kans om zichzelf er steeds verder tussenin te wringen.

Het eindresultaat is dat er letterlijk laagjes afbladderen van het grafietoppervlak. Een deel daarvan is echt grafeen, dus één koolstofmolecuul dik. De rest bestaat uit twee of meer lagen koolstof.

Het zuur werkt vervolgens als een soort detergent: het zorgt dat de velletjes los in het water blijven zweven zonder te klonteren.

De onderzoekers hebben de velletjes al gebruikt om condensatoren met een relatief zeer hoge energie-opslagcapaciteit te maken, en een conductometrische sensor die selectief op ethanoldamp reageert.

bron: Rensselaer