NRK Meny
Normal

Dette bildet viser framtida

Forskere tilknyttet Samsung har funnet en metode for å masseprodusere «vidundermaterialet» grafén. Det kan bety billig solenergi og papirtynne mobiler i løpet av få år.

grafén

Dette er et av de runde flakene sørkoreanske forskere har produsert med den nye metoden. Den måler fem centimeter i diameter, og metoden tillater at flakene oppskaleres ni ganger. Til høyre er grafénflaket under et elektronmikroskop.

Foto: Sungkyunkwan University, Korea

Samsung varsler på sin egen blogg at de har knekket en vesentlig kode ved framstillingen av nanomaterialet grafén, et ti år gammelt stoff med en svært løfterik framtid.

Sørkoreanske forskere har kommet opp med en metode som lover enklere, bedre, og ikke minst billigere grafén enn noen gang tidligere.

Stoffet grafén og dets enorme potensial har vært med oss siden 2004, da to russiske forskere fortalte at de hadde gått over en blokk grafitt med store ruller teip og funnet et stoff bare én atom tykt. Så tynt at det kunne betegnes som todimensjonalt, og likevel 100 ganger sterkere enn stål.

Til alt overmål ledet det varme og elektrisitet like godt som kobber

Da Nobelkomiteen ga de to forskerne Nobelprisen for fysikk i 2010, mente de at én kvadratmeter grafén ville kunne holde vekta av en fire kilos huskatt, men bare veie like mye som ett av værhårene.

Stoffet er arrangert i regelmessige, heksagonale former, og det har egenskaper ulikt alle andre stoffer. I 2010 bar stoffet lovnader om sterkere, tynnere og tettere stoff, det lovet oss mobiler med tykkelse som rispapir og nye ultralette komposittmaterialer til fly og satelitter.

– Potensial til å bli mirakelmateriale

Men det er fortsatt et stykke inn i framtida. Andre bruksområder er nærmere. På CrayoNano i Trondheim videreutvikles og kommersialiseres nanoteknologi fra NTNU, og blant framskrittene er en mer effektiv solcelle, som er avhengig av god grafén for å fungere.

Dersom Samsungs metode er brukelig, står det norske selskapet godt skodd for framtida. Forsker Dong-Chul Kim er blant selskapets grunnleggere.

– Dette er en fundamentalt viktig rapport for alle som forsker på grafén. Den viser stor framgang i å framstille stoffet, og dette kommer til å sette fart i utviklingen, sier Kim til NRK.no.

Det finnes mange metoder for å framstille grafén, men fellesnevneren er stort sett at det er dyrt, lite effektivt og av lav kvalitet. At det nå er kommet en ny metode som lover masseprodusert grafén i høy kvalitet, mener Kim betyr at materialet kommer til å ha praktiske bruksområder i løpet av få år.

– Det har potensialet til å bli et mirakelmateriale i løpet av kort tid. Her er det enorme muligheter for ny teknologi, sier han.

– To til fem år før vi ser produkter

Ragnar Fagerberg, forskningssjef ved SINTEF materialer og kjemi er enig i at Samsung trolig står for en av årets viktigste nyheter.

– Denne metoden er et viktig gjennombrudd. Grafén er et spennende materiale med mange anvendelser, men så langt har det vært vanskelig å produsere, sier han.

Fagerberg anslår at de første produktene vil være mellom to og fem år unna. Det er en enorm interesse for grafén verden over, og verden har ventet lenge på denne rapporten.

– Denne rapporten legger grunnlag for en industriell framstilling av det vi ser på som en viktig materialklasse for framtida. Grafén vil være en av de teknologiene som vil gjøre menneskene istand til å håndtere de store samfunnsutfordringene, sier Fagerberg.

– Vær nøkternt optimistiske

Nobelkomiteen var svevende om graféns bruksområder da de leverte innstillingen til fysikkprisen i 2010. Produksjonsmetoden Samsung nå viser til, fører til runde flak opp til 45 centimeter, som hovedsakelig vil være naturlig å bruke i elektronikk.

– Elektronikk og sensoranvendelse er veldig naturlig å nevne som bruksområder med denne teknologien. Teknologi for fornybar energi, som solceller og batterier, og mer effektive og billigere LED-lamper. Når det er sagt, ser man for seg at grafén skal kunne brukes i veldig mange sammenhenger.

Skrekken for å snakke i forsamlinger er den mest utbredte angsten av alle, men kan den kureres? I løpet av en uke skal vi følge en frivillig forsøksperson på veien til å overkomme taleangsten. Målet er å snakke til et fullsatt auditorium. Vil han klare det?

Grafén er altså lovende, og Fagerberg mener det er all grunn til å være optimistiske. Han ønsker seg bare at vi i tillegg er nøkterne.

– Vi har hatt «framtidas materialer» flere ganger før, og grafén vil ikke fungere før det faktisk fungerer. Det har potensiale, det er veldig interessant, men det fungerer ikke før det er i bruk, sier han.

– Vi har ennå ikke sett revolusjonen

Det er altså ikke første gang verden har holdt pusten over en ny teknologi, bare for å bli skuffet på målstrekene. Tidligere har verden ventet på at galliumarsenid skulle erstatte silisium, høytemperaturs superledere skulle erobre verden, og karbonnanorør skulle revolusjonere verden.

– Nanomaterialer skulle redde verden for ti år siden, men vi har ennå ikke sett et produkt på markedet som bruker utelukkende nano, og som revolusjonerer livene våre. Det vil være et stort øyeblikk, sier Andy Booth, seniorforsker ved SINTEF Materialer og Kjemi og medlem av Teknologirådet.

– Nano brukes til å forbedre eksisterende teknologier, men det mangler et revolusjonerende nanoprodukt. Vi har ennå ikke sett et produkt som ville være like uunnværlig som telefonen, vaskemaskinen eller bilen, sier han.

– Vet lite om risikoen

De siste årene har forbrukerne jevnlig fått presentert forskningsresultater som antyder at nanopartikler kan være helseskadelige. Det er spesielt nanokarbonrør som trolig oppfører seg som asbest i kroppen, og som kan forårsake lungekreft. Det er liten kunnskap om hvordan grafén kan påvirke helsa, sier miljøforsker Andy Booth.

– Grafén er et så unikt materiale, og det kommer i flak. Det gjør det forskjellig fra andre nanomaterialer, og som et resultat er vi langt bak å forstå risikoen, sier Booth til NRK.no.

Likevel mener han at risikoen ved å bruke et nanomateriale bør balanseres mot hvordan man kommer i kontakt med det. Mens andre nanomaterialer vil bære en risiko for å pustes inn, vil grafén ifølge Booth bare innebære en helserisiko når det brukes i produksjon og når det kastes. Resten av tida vil materialet være i en form som ikke avgir skadelige nanopartikler til forbrukerne.

– I en mobil vil dette stoffet være låst vekk, og det vil ikke være lett tilgjengelig for forbrukeren. Samtidig ville ikke grafén vært det farligste materialet vi har i mobiltelefonene våre, sier han.