NRK Meny
Normal

Verdens letteste materiale

Verdens nåværende letteste materiale veier 0, 2 milligram per kubikkcentimeter og kan lede strøm. Kjemikere spekulerer derfor på om materialet kan brukes i superlette batterier.

Aerographite, verdens letteste materiale

Dette er ikke røyk eller verket til en edderkopp, det er derimot verdens letteste materiale Aerografitt. Det er kullsvart, svamplignende, svært elastisk og ugjennomsiktig.

Foto: TUHH, Karl Schulte/DPA/Press Association Images / DPA/Press Association Images

Materialet som har kapret rekorden som verdens letteste er kalt "Aerografitt". Det består av et nettverk av porøse karbonrør flettet inn i hverandre tredimensjonalt på nano- og mikronivå. Aerografitt er svampaktig, kullsvart, kjemisk motstandsdyktig og ugjennomsiktig.

– Aerografitt utkonkurrerer klart alle lignende materialer. Arbeidet vårt skaper stor diskusjon i forskerverden. Det veier fire ganger mindre enn materialet som hadde plassen som verdens letteste før det, sier Matthias Mecklenburg til ScienceDaily.

Han er student ved Hamburg University of Technology (TUHH), og har vært med på å lage materialet sammen med andre forskere herfra og fra Kiel University (KU).

Materialet som nå er verdens nest lettest ble vist fram for verden så sent som i november i fjor. Det veide 0, 9 milligram per kubikkcentimeter. Dermed stjeler Aerografitt lett denne rekorden.

Mulig potensial i bilbatterier

Siden Aerografitt kan lede strøm, spekulerer forskerne bak det nyfødte materialet på om det kan brukes i svært lette batterier, for eksempel til el-biler. Norske kjemikere er litt uenige i hvor stort potensial stoffet har til dette.

– Materialets evne til å lede strøm er en svært interessant egenskap, og mulighetene i batterier kan være veldig store. Generelt vet vi bare for lite om materialet nå. Skal det brukes i bilbatterier krever det teknologi jeg tror vi er langt unna på nåværende tidspunkt, sier Martin Ystenes, kjemiprofessor ved NTNU, til NRK.no.

Han mener batterier til el-biler ikke bare må være gode og lette, de må være solide, tåle vibrasjoner fra noen tusen mils kjøring på ujevne veier og holde veldig høye sikkerhetskrav.

– Spørsmålet er; kan trådene i materialet lede nok strøm når de er såpass tynne? Hvis de er for tynne, kan en mulig løsning være å lage de samme trådene tykkere, sier han.

Carl Henrik Gørbitz, kjemiprofessor ved UiO, kan ikke helt se for seg at materialets egenskaper er ideelle for bilbatterier.

– Batterier skal gjerne være så kompakte som mulig, så jeg kan ikke helt skjønne hvordan vi skal få nok energitetthet inn i materialet til å kunne bruke det i bilbatterier, sier han.

Ystenes sier han blir overrasket hvis materialet kommer ut på det kommersielle markedet innen fem- ti år.

Aerographitt

Carl Henrik Gørbitz synes Aerografitt er et kult materiale, og tror veien fram til produksjonen av det langt ifra har vært enkel.

Foto: Hamburg University of Technology

– Kan brukes til områder med materialer som ikke kan brekke

På tross av sin utrolig lave vekt er Aerografitt svært elastisk. Mens normale, lette materialer tåler press, men ikke strekk, tåler Aerografitt begge deler.

– Det er i stand til å bli presset opp til 95 prosent sammen, deretter bli dratt tilbake til sin opprinnelige form uten å ta skade av det, sier professor Rainer Adelung ved Kiel University.

Carl Henrik Gørbitz synes denne egenskapen er mer interessant enn materialets evne til å lede støm.

– Denne egenskapen er svært vanskelig å få til på nanonivå. Jeg ser for meg at materialet kan være svært nyttig på områder hvor man trenger støtdemping og materiale som ikke kan brekke.

Et annet område Ystenes mener materialet kan ha potensial, er som bærer i katalysatorer. Han sammenligner materialet med stålull.

– Forskjellen er at trådene i Aerografitt er veldig mye tynnere og laget av et lettere materiale. Så langt jeg forstår henger disse trådene også sammen, mens stålull har enkelttråder. Stålullens struktur er fleksibel, tåler bra deformasjon og er mye lettere enn stål.

Han mener det spesielle med aerografitt er at trådene er svært tynne og sterke i forhold til tykkelsen.

Fremgangsmåten

Carl-Henrik Gørbitz forklarer at fremgangsmåten de tyske forskerne har brukt er ganske ny for ham.

– De har brukt et templat bestående av sinkoksid, og lagt karbon i nanorør i tynne lag rundt templatet. Dette har omtrent utgjort et skall.

– Deretter har de brukt varm hydrogengass til å fjerne innmaten, og da blir bare skallet, templatet, igjen. Det er dette som har gjort materialet så ekstremt lett, forkarer han.

Rapporten deres ble publisert i Advanced Materials 3. juli.