Hvad skete der med de hypede nanomaterialer?

Kulstofbaserede nanomaterialer som grafen og kulnanorør blev forudsagt at have en strålende fremtid, da de blev opdaget. Men kvalitetsproblemer bremser udviklingen af ​​nye produkter. Problemet er, at det er svært at analysere krystalstrukturen, og der er ingen etablerede standardmetoder til klassificering af materialerne. Men nu, forskere ved Karlstad Universitet er tæt på en løsning.

"Kulstofatomer skal sidde perfekt i en velorganiseret krystalstruktur på præcise afstande, men de findes ikke i de kommercielt tilgængelige materialer på markedet i dag, "siger Krister Svensson, lektor i fysik.

Kvalitetsproblemer i nanomaterialer bremser udviklingen

De første undersøgelser af carbon nanorør blev foretaget for næsten 30 år siden, uden endnu at opfylde de høje forventninger til ansøgninger. Årsagen til dette er stort set den manglende opskalering af fremstillingsprocessen, samtidig med at den bevarer en høj kvalitet.

Da materialets egenskaber afhænger af krystalstrukturen, materialets kvalitet er helt afgørende for slutproduktets ydeevne.

"Problemet kompliceres af, at det er svært at analysere krystalstruktur, og at der ikke er etablerede standardmetoder til klassificering af materialerne, "siger Krister Svensson." Dette har ført til en slags 'Wild West' situation på markedet med hensyn til priser og kvalitet på de materialer, der sælges. "

Der er nu en risiko for, at ringere materialer på markedet ødelægger udsigterne for seriøse aktører, og interessen for materialet kan aftage hurtigt. Så er en hype alt, hvad der er, og punktet med reel anvendelse er aldrig nået.

"Vi har nu udviklet en metode til at karakterisere materialekrystallinitet, og vi kan også demonstrere de skadelige virkninger, som lav krystallinitet har på mekaniske egenskaber, "siger Krister Svensson." Det er ganske indlysende, at det kommercielt tilgængelige materiale ikke lever op til forventningerne, det er simpelthen et andet materiale. Der kræves en kraftig indsats for at stoppe 'falske' materialer og udvikle standardiserede målemetoder og klassificeringer af materialer. Først da kan markedet være klar til at udvikle nye produkter til de forskellige materialeklasser. "

Projektet blev udført af Krister Svensson, lektor, og Mattias Flygare, doktorand, i forskningsgruppen CMM, Karakterisering og modellering af materialer ved Karlstad Universitet og præsenteret i tidsskriftet Materialer i dag Kommunikation (Marts 2019).