Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
De buigzame computer
Gadget-freaks hopen er al jaren op: een computer die onzichtbaar verwerkt zit in je kleding, met een beeldscherm dat je simpelweg kan oprollen en in je binnenzak steken. Koreaanse wetenschappers hebben deze toekomstdroom een flink stuk dichterbij gebracht.

Computers worden elk jaar kleiner en handzamer. Voor de rekenkracht die tegenwoordig in een mobieltje past, was vroeger een hele fabriekshal nodig. Maar één ding is in al die jaren niet veranderd: een computer, zelfs een iPhone of een mp3-speler, is en blijft een hard, stug ding. Dat maakt ze ongeschikt om te verwerken in flexibele materialen zoals kleding.

Wetenschappers proberen al jaren om daar verandering in te krijgen. Hun inspanningen richten zich vaak op het materiaal grafeen. Dat is een soort kippengaas van één atoom dik. Het wordt gemaakt van koolstofatomen, gerangschikt in een honingraatmotief. De eigenschappen van grafeen zijn zeer veelbelovend, en dat is nog voorzichtig uitgedrukt. Het is flexibel, rekbaar, geleidt bijzonder goed en is ook nog eens het sterkste materiaal op aarde. Wetenschappers verwachten daarom toepassingen in ultrasterke vezels en folies, maar ook in nano-elektronica.

Bij de productie van dit materiaal voor nano-elektronica liepen onderzoekers tot dusver tegen twee problemen aan. Als ze een grote hoeveelheid grafeen maakten, waren de elektronische eigenschappen zo slecht dat het niet geschikt was om computers van te maken. En als ze grafeen maakten met goede elektronische eigenschappen, dan waren ze heel lang bezig om zelfs een kleine hoeveelheid te produceren.

Aan die patstelling lijkt nu een einde te zijn gekomen. Het is een groep Koreaanse onderzoekers gelukt om op relatief eenvoudige wijze een behoorlijk grote hoeveelheid grafeen te maken van een aantal vierkante centimeters groot, met ook nog eens uitstekende elektronische eigenschappen. Bovendien kan het materiaal intensief worden gebogen en uitgerekt zonder dat het zijn elektronische eigenschappen verliest. Ze hebben hun onderzoek gepubliceerd in Nature.

De Koreanen hebben gebruikgemaakt van een methode die ‘chemische damp-depositie’ heet, een ingewikkelde term voor het aanbrengen van een dun laagje materiaal op een ondergrond met behulp van een opdampproces. Deze methode wordt ook gebruikt voor onder meer het produceren van chips, zonnecellen en coatings voor metalen. Maar de toepassing ervan voor de productie van grafeen is nieuw.

Het materiaal wordt in eerste instantie aangebracht op een ondergrond van nikkel, waar het eenvoudig van kan worden verwijderd. Leg je het vervolgens op een flexibele ondergrond, dan buigt en strekt het vrolijk mee, zoals te zien op de foto linksboven. Prettig is ook dat het materiaal transparant is. Daarmee is aan twee belangrijke voorwaarden voldaan voor de productie van flexibele computers: het productieproces is relatief simpel en geschikt om grote hoeveelheden te maken, en het product heeft naast een grote flexibiliteit ook nog eens de gewenste eigenschappen.

Goedkope, flexibele en betrouwbare elektronische apparaten zijn daarmee een flinke stap dichterbij gekomen. Grafeen kan namelijk worden gebruikt om beeldschermen en sensoren, maar ook om de computer zelf te maken. Vervolgens verwerk je het in kleding, sieraden, tassen, meubels en wat al niet. Voor je het weet is het hopeloos achterhaald om een iPhone bij je te steken. Die trek je aan, of doe je om.

Bouwe van Straten

Hong, B. H. et al, 'Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes', in: Nature, 15 januari 2009, vol. 457.