Smuts påverkar tvådimensionella material

| Av Erika Lindbom Sierakowiak | Tipsa redaktionen

Partiklar från tillverkningen gör att material som grafen och MXene inte får de egenskaper som de teoretiskt sett skulle kunna ha, enligt ny avhandling.

I sin avhandling presenterar Linda Karlsson, nybliven filosofie doktor i tunnfilmsfysik, resultat som visar att egenskaperna hos de tvådimensionella materialen grafen och MXene försämras av smutspartiklar på ytan. Hon har undersökt materialen med hjälp av elektronmikroskopet Arwen, som invigdes i slutet av år 2011 vid Linköpings universitet.

”Tack vare elektronmikroskopet Arwen har vi för första gången kunnat se vad det är som händer i de tvådimensionella materialen, på atomnivå”, säger Linda Karlsson i ett pressmeddelande.

Hennes målsättning var att reda ut varför materialen inte har lika starka egenskaper som de teoretiskt sett borde ha.

GRAFEN BESTÅR AV ett enda, tvådimensionellt lager kolatomer som binder till varandra i ett hexagonalt nätverk. Materialet har utlovats ha fantastiska egenskaper men det krävs mer forskning innan det når sin fulla potential, då tillverkningsmetoderna ger upphov till grafen med olika typer av smutspartiklar på ytan som påverkar dess egenskaper.

Grafen framställs främst genom två olika tillverkningsmetoder. I den ena hettas metan upp så att kolatomerna bilder ett tunt lager grafen ovanpå koppar. Man använder dessutom en polymer, en plast, för att kunna etsa bort kopparn utan att grafenet spricker eller skrynklas. Plasten avlägsnas sedan med hjälp av aceton. Med hjälp av Arwen har Linda Karlsson dock visat att materialet även efteråt täcks av plastrester och etsvätska.

En annan metod går ut på att kiselkarbid hettas upp, vilket leder till att kislet förångas och kolet bildar en tunn hinna på ytan. Det färdiga grafenet ligger då på kiselkarbid och kan användas i tillämpningar där det passar, exempelvis för kraftelektronik.

FÖRUTOM GRAFEN har Linda Karlsson även arbetat med materialfamiljen MXene som består av en övergångsmetall (M) samt kol eller kväve (X).

”MXene är nog närmare bred användning”, säger Linda Karlsson.

Hon har främst fokuserat på ett material som består av titan och kol, Ti3C2, som anses ha potential att användas som anodmaterial i litiumbatterier. I sin forskning har hon visat att smutspartiklar som finns kvar från framställningen är slumpvis utspridda men förekommer i kluster.

Även syre och partiklar i luften ställer till problem.

LINDA KARLSSONS forskning har ökat förståelsen för hur man kan påverka tillverkningsprocessen av grafen och MXene för att kontrollera vad som sitter på ytan.

”Vi vill kunna kontrollera vad som finns på ytan, det finns även atomer och molekyler som ger materialet spännande egenskaper”, säger hon.

Länk till avhandlingen:

Transmission Electron Microscopy of 2D Materials: Structure and Surface Properties



Håll dig uppdaterad med Kemivärlden Biotech
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar

Mest läst

Startsidan just nu

Avslöjande siffror i rapport om vården

Den nya rapporten Future Health index som görs årligen av Philips visar att svensk vård fungerar bra, men flera länder är bättre. Bristen på teknik pekas ut som det stora problemet av hela panelen under debatt i Almedalen.

Nöjda kemister på nationellt kemimöte

Närmare 500 deltagare kom till det första nationella kemimötet i Lund som slutade på onsdagen.

Lennart Nilssonpriset till mikroskopist

Biokonstnären och forskaren Thomas Deerinck är 2018 års vinnare av Lennart Nilsson Award.

Ny skyddsmekanism mot fria syreradikaler

Forskare vid Stockholms universitet och universitetet i Bern har upptäckt ett nytt protein, i bakterier, som elegant omvandlar superoxid direkt till syre.

Svensk-dansk framgång

I konkurrens med drygt 100 andra EU-finansierade projekt har det svensk-danska projektet ReproUnion gått vidare till final.

Hon får KTHs stora pris

Kemiprofessorn och världsledande batteriforskaren Kristina Edström får KTHs stora pris 2018.

Nyhetsbrev

Inleder samtal om globalt kemikalieavtal

Under måndagen inledde miljöminister Karolina Skog (MP) samtal med europeiska ministerkolleger för att skapa ett Parisavtal för kemikalier.

Arkiv

Professor i kemilärande hedersdoktor

Plus

Tufft ta vetenskapen till politiken

I år kan bli sista året för regeringens vetenskapliga råd för hållbar utveckling och ordföranden Karin Markides berättar hur det har gått hittills.

Prisas för DNA-origami

Björn Högberg, Karolinska Institutet, får Hugo Theorells pris i biofysik 2018 för sitt unika sätt att använda DNA-nanostrukturer i sin forskning.

Exosomer sprider Alzheimers

Cellens egna sopsäckar, som tar hand om skadliga proteiner, kan sprida Alzheimers sjukdom till andra nervceller i hjärnan.

Sommarläsning: Hyllning till vätebindningen

Varför fryser varmt vatten fortare än kallt, vad är isträ och har vatten minne? Det är några av frågorna som besvaras i en ny bok.

Blodprov ska hitta cancer tidigt

I ett nytt projekt, Ultrakänsliga analyser för bättre hälsa och kriminalteknik (ULTRA) ska nya, superkänsliga tekniker för DNA-analys av kroppsvätskor utvecklas och anpassas för slutanvändare.

Läkemedelsrening behöver inte vara dyr

Tekniken för avancerad rening av läkemedelsrester på svenska avloppsreningsverk finns, till en kostnad av cirka en krona per kubikmeter vatten.

Första spadtaget i Stenungsund

AkzoNobel Specialty Chemicals har tagit första spadtaget för en revolutionerande demonstrationsanläggning i Stenungsund.

Filippa K samarbetar med OrganoClick

Recipharm köper anläggning för halv miljard

CMO-bolaget Recipharm köper tillverkningsanläggning för inhalationsprodukter i Storbritannien från Sanofi för 45 miljoner pund, men Brexit oroar inte vd.

Rekordutdelning till hjärnforskning

Nytt nätverk för mikrofluidik

Ett nätverk för forskning och utbildning i mikrofluidik har nyligen bildats i Sverige.

Gensax kan öka cancerrisk

Ännu en Alzheimerkandidat skrotas

Besök ett bruk i sommar

I sommar har allmänheten möjlighet att besöka fem av Stora Ensos svenska bruk som tillverkar papper, massa och kartong.

44 000 rosengener kartlagda

Ett internationellt forskarsamarbete har tagit fram ett referensgenom för rosen till nytta för odlare.

Swedish Algae Factory får LIFE-anslag

Biogaia tappar vd

Han lämnar Arocell

Astrazeneca-läkemedel till USA

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.127