Wetenschappers vinden nieuwe manier om met grafeeninkt antennes te printen

Onderzoekers hebben op een stuk papier een antenne van samengeperst grafeen geprint die goed genoeg was om als rfid-tag dienst te doen. De antenne is volgens de makers grootschalig te produceren, flexibel en minder milieubelastend dan bestaande rfid-antennes.

Dat schrijven onderzoekers van de University of Manchester dinsdag in het tijdschrift Applied Physics Letters. Inkten gebaseerd op grafeen en een oplosmiddel bestaan al langer, maar moeten om als goede geleider op te treden met een bindmiddel worden gemengd. Het bindmiddel moet naderhand wel weer verwijderd worden of van structuur veranderen, omdat het fungeert als isolerend materiaal. Dat verwijderen, of uitgloeien, gebeurt bij temperaturen die plastic of papier niet zouden overleven.

Om het bindmiddel te kunnen omzeilen ontwikkelde de universiteit samen met een bedrijf een manier om de geleidende eigenschappen toch te verbeteren. Dit deden de onderzoekers door middel van het na het printen laten drogen van de grafeeninkt om het geheel vervolgens aan te drukken met een roller. Daarna worden de grafeen-flakes platgewalst.

Voor en na het aandrukken van de grafeen-nanoflakes

Na het aandrukken van de inkt werden de geleidende eigenschappen meer dan vijftig keer zo goed. In vergelijking met 'traditioneel' geproduceerde grafeeninkt, was de geleiding twee keer zo goed. De uiteindelijk geprinte antenne op papier was ongeveer 14 centimeter lang en 3,5 millimeter breed, en straalde radiosignalen goed uit.

Op grafeen gebaseerde rfid-tags zijn volgens de auteurs van de studie goedkoper en simpeler te maken. Huidige rfid-tags bestaan meestal uit aluminium, koper of andere geleidende materialen. Het eigenlijke wetenschappelijke artikel is pas dinsdag hier beschikbaar.

Reacties (26)

[Jolke]

Leuk onderzoek. Wat 10 jaar begon als groot onderzoek om metalen nanodeeltjes op plastics selectief en bij lage temperaturen te kunnen sinteren, gaat nu dus verder voor grafeen inkten. Sinteren is overigens het proces is om de organisch materialen uit het materiaals te krijgen, zodat de geleidende deeltjes op elkaar liggen of in elkaar smelten, zonder dat het onderliggende substraat beschadigt. In het artikel hebben ze het over annealing.
Ik ben er tijdens mijn promotie bezig geweest om zilver nanodeeltjes te kunnen sinteren en kon dat middels midrogolf stralling erg effectief.

Novoselov's groep in Manchester is er dus nu in geslaagd door middel van een simpel wals-proces de grafeen flakes kleiner te maken en dichter op elkaar te krijgen. Hierbij voorkom je een hoge temperatuur en vervormd/beschadigt het plastic niet.

Het bindmiddel dat ze aan de inkten toevoegen is een cellulose derivaat. Het oplosmiddel noemen ze niet, wat ik me goed kan voorstellen als er een bedrijf bij betrokken is.
Het oplosmiddel is erg lastig om te kiezen, want van grafeen (puur koostof) kan je niet makkelijk oplossen. Om het goed te kunnen printen, wil je een oplosmiddel met relatief hoog kookpunt hebben en niet te polair.
De crux om het mileuvriendelijk weg te produceren zit dan ook in de keuze van het oplosmiddel. Vooral onverzadigde ringvormige koolwaterstoffen zijn geliefde oplosmiddelen, vooral voor printprocessen.

[Reactie gewijzigd door Jolke op 24 juli 2024 03:07]

[letatcest]

Ha, sinteren of uitgloeien, ik heb wat zitten zoeken wat een goede vertaling zou zijn, maar bij uitgloeien wordt het bindmiddel helemaal verwijderd en dat laatste begreep ik uit het artikel. Bij sinteren wordt een materiaal aan elkaar gesmolten en dat is volgens mij niet het geval bij grafeen-flakes leek me. Helaas is de paper nog niet beschikbaar, dus kon dat niet heel nauwkeurig napluizen.

En inderdaad: als ze een vies oplosmiddel gebruiken, is het nog niet echt milieuvriendelijk... Maar dank voor de extra info!

[maniak]

"Op grafeen gebaseerde rfid-tags zijn volgens de auteurs van de studie goedkoper en simpeler te maken" - En ook weer wordt er gekozen voor kosten en niet voor het mileu en gezondheidsaspecten. Grafeen wordt de asbest van deze tijd! Een willekeurige bron: http://www.grafeen.be/201...de-aan-cellen-berokkenen/

[Slonzo]

Bij integratie in RFID-media lijkt de kans dat het grafeen vrijkomt eerder klein tot verwaarloosbaar, niet?

[maniak]

Ergens wordt het geproduceerd en ergens wordt het weer afgevoerd. Het klopt dat de kans klein is dat het vrij komt bij normaal gebruik, dat is bij asbest niet anders.

[Slonzo]

Ik denk bvb. aan toepassingen bij het OV. Je kan ritjes verkopen op contactloze tickets, het grafeen zit nestjes vast tussen de laagjes papier/plastic/etc. Zit je ritje er op, moet je je ticket door een poortje laten inslikken om terug naar buiten te kunnen. De gebruikte tickets gaan richting afbraak/recyclage.

Ik weet niet of het haalbaar is, maar in zo'n geval zou je (in theorie) dus wel een volledig gesloten kring kunnen hebben, van productie tot afbraak/recyclage onder gecontroleerde omstandigheden, waarbij op geen enkel gegeven moment deeltjes vrij zouden komen... Bij asbest ligt dat m.i. wel een stuk moeilijker.

Natuurlijk snap ik ook wel dat dat in praktijk niet altijd even evident is, maar als er verantwoordelijk mee omgesprongen kan worden, hoef je daar toch niet zo bang voor te zijn? Het is niet alsof ik hier campagne voor grafeen loop te voeren, ik denk maar wat luidop

[PuzzleSolver]

Zet een potlood streep op papier met een nr1 potlood plak er plakband overheen en trek het eraf. Tada je hebt grafeen gemaakt.

http://www.grafeen.be/wat-is-grafeen/

Het spul wordt dus al jarenlang gebruikt het gebruik ervan is de laatste jaren juist afgenomen. Wie gebruikt er nog potloden tegenwoordig? Oh ja kinderen, laten we die dus maar snel de potloden afpakken als we dan toch beginnen over de gevaren van grafeen.

Theoretisch is het net als asbest een materiaal dat kanker kan veroorzaken door cellen te beschadigen als het ergens ingenesteld raakt in het lochaam. Probleem met asbest was dat het in grote hoeveelheden in de bouw werd gebruikt en timmermannen er zonder erg hun zaag inzetten om zo duizenden zo niet miljoenen deeltjes van in te ademen. Bij deze personen was de kans op kanker dus groot en dat uit zich dan pas na vele jaren later.

Misschien moeten we nu dan maar onderzoek doen naar mensen die vroeger veel potlood tekeningen maakten om te kijken of daar ook meer kanker voorkomt dan gemiddeld.

[Fairy]

Zodra het in de sticker zit misschien niet, maar die verdwijnen wel op de afvalberg en worden uiteindelijk verbrand, waardoor het in de atmosfeer terecht komt.

[Jelle E]

Volledig verbrande grafeen brengt als voornaamste risico met zich mee dat CO2 een broeikasgas is.

[Fairy]

Co2 ben ik niet zo bang voor. Ik heb 2 gasflessen met Co2 aan mijn aquarium hangen De plantjes maken er netjes zuurstof van.

[Reactie gewijzigd door Fairy op 24 juli 2024 03:07]

[Verwijderd]

Correct, maar niemand (met enige vorm van gewicht in de verschillende branches) die het wil horen. (roep dit trouwens al maanden op allerlei Tweakers artikelen, maar krijg vaak zelfs offtopic ratings, dus goed om te zien dat je hier een +2 voor krijgt, hoop ook dat je bovenaan in de reacties blijft staan, er zijn echt te weinig mensen die dit beseffen)

Was laatst nog een 'grappig' onderzoek uitgekomen, hadden ze 10 spinnen besproeid met grafeen, was het helemaal geweldig dat 4 van de tien spinnen sterker spinrag maakte, dat de overige 6 spinnen meteen dood gingen werd verder geen conclusie uit getrokken...

Hier nog wat meer artikelen over hoe gevaarlijk grafeen is:
1 2 3 4 5

[Barsonax]

Alles is gevaarlijk als je het verkeerd gebruikt.

Als je een spin in een pot water doet verdrinkt die ook dus vind het toch beetje vreemd argument.

Als we alles gaan verbieden dat ook maar enig risico heeft voor de gezondheid blijft er weinig over wat niet verboden word.

[Verwijderd]

Er is een verschil tussen een dier/insect bewust schade aan doen, en er geen aandacht aan geven dat iets wat je deed een dier/insect schade aan heeft gedaan.

Natuurlijk is het geen drama ofzo, spinnen genoeg, maar het gaat me meer om het punt dat er geen conclusies getrokken werden uit het feit dat het grootste deel van de test-insecten het niet heeft overleeft. Kan je dus ook niet spreken van enig risico, maar eerder van veel risico.

[flabber]

Hier nog wat meer artikelen over hoe gevaarlijk grafeen is:
1 2 3 4 5

Ik wil hier niet de (potentiële) gevaren van grafeen bagatelliseren; 'wonder' producten hebben vrijwel altijd slechte eigenschappen die pas te laat aan het licht komen simpelweg omdat die punten niet onderdeel van het onderzoek zijn/waren.

Maar door het plaatsen van 5 extra links wordt er, op eerste gezicht, wel weer een heel erg beeld neergezet.
De link van maniak verwijst naar het onderzoek bij de Brown universiteit (USA).
3 van de 5 extra links zijn artikelen naar aanleiding van datzelfde onderzoek; de andere 2 verwijzen allebei naar hetzelfde onderzoek in de UK.

Veel mensen zijn toch al snel bereid om risico's en onderzoeken snel van de hand te doen en het gretig rondstrooien van informatie kan wel eens een 'boy who cried wolf' effect tot gevolg hebben en dat zou dan weer jammer zijn.

[gp500]

Als er directe contact risico's zijn (zelfs op lange termijn)
Dan moet dat bekend en beclassifiseerd worden.

Er zijn dan nog genoeg toepassing waarbij het wel goed te gebruiken is.
Het moet dan geen wegwerp-produkt worden en slordig en te kust en te keur toegepast worden.
Zeg maar zoals dat met lood/kwik nu gebeurd.

[Jaco69]

Grafeen wordt de asbest van deze tijd!

Dat risico beperk zich dan wel tot het fabricage proces, en daar kan er makkelijker iets aan gedaan worden om het gezond te houden.
De hoeveelheid grafeen valt in het niet bij astbest, er zullen geen hele daken mee gemaakt worden. En er zal tijdens de gehele life-cycle (inclusief afvoer) weinig kans zijn dat er iets vrijkomt. Dus verder valt er weinig te vrezen.

[Reactie gewijzigd door Jaco69 op 24 juli 2024 03:07]

[Wulfklaue]

*zucht*

Ieder product dat we gebruiken heeft links of rechts wel een gevaar aan ons.

* Smartphone's hun straling is zo een gekend heikel punt.
* 20 Wifi routers in een appartement gebouw.
* Je kuismiddelen dat je inademt
* Je plastiek verpakking waar de plastiek weekmakers na 3 dagen in bijvoorbeeld het water dringen.
* Kern reactor doet boem en zoveel jaren later is de straling nog altijd meetbaar ( chernobyl ) in West Europa. Spreken ze al jaren niet meer over. Zie o.a de Wilde varkens in Duitsland dat radioactief zijn.
* ...

Ondanks al die toestanden leven we DUBBEL zo lang en worden we ouder in relatief beter toestand. Men moet niet overdrijven met het bangmakerij gans de tijd.

Zullen er altijd mensen links of rechts het slachtoffer worden van bepaalde producten. Ja ...

Het zou me niet verbazen dat de 12+ uur dat ik doorbrengt achter een PC scherm men in de toekomst een vorm van kanker zal geven. Of de smartphones of wifi routers of ... daartegen was vroeger een kanker krijgen een doodstraf. Nu is dat een andere zaak.

M.a.w, overdrijf aub niet. Het voorbeeld van grafeen is onder specifieke toestanden dat grafeen voor problemen kan zorgen. Zal grafeen een probleem zijn als je er een CPU van maakt? Nee ... Is Grafeen een probleem als een fietsframe ( dom voorbeeld ). Nee ... het is een stof dat een probleem vormt als men er begint in te snijden en toestanden zoals dat. Asbest is een speciaal geval geweest omdat er totaal geen rekening gehouden werd met de toepassing ervan.

Aangezien men al weet dat grafeen bepaalde problemen kan geven, zal men niet zo dom zijn.

[boner]

Mss off topic. Maar de hele industrie die wij gebruiken vreet resources die we niet kunnen hernieuwen. Bij de fabricage van chips wordt veel gebruik gemaakt van stoffen die niet helemaal gezond zijn.

Jouw opmerking kan bij elke vooruitgang worden geplaatst. Vreemd genoeg niet bij vooruitgang die in het kader van het milieu plaatsvindt. Neem bijvoorbeeld electrische auto's. De total carbon footprint van een prius is veel groter dan die van een hummer. Moderne windmolens hebben een marginaal effect en worden nog ver voor dat ze geld opleveren vervangen door andere.

Het nieuwe astbest is trouwens glaswol. Iedereen weet dat het weken in je vingers blijft prikken als je die troep aanraakt. Kun je nagaan wat er in je longen gebeurdt als je het inademt,

[biglia]

"De antenne is volgens de makers grootschalig te produceren, flexibel en minder milieubelastend dan bestaande rfid-antennes."

In de inleiding staat dat het minder milieubelastend is dan bestaande rfid-antennes. ZIjn die bestaande rfid-antennes dan ook gemaakt van grafeen?

[maniak]

"De antenne isvolgens de makerss grootschalig te produceren, flexibel en minder milieubelastend dan bestaande rfid-antennes." - Je zegt wat nodig is om je product te verkopen. Ik vertrouw meer op onderzoeken zonder commerciële oogmerk..

[batjes]

Die link triggered mijn EMET met een mitigation exploit mbt vector graphics. Kan niets zijn maar meld het toch maar even.

[bento smit]

Mijn idee is dat deze rolpersmethode nogal vouwgevoelig zal zijn. Een keer dat velletje vouwen en het samenpersen wordt teniet gedaan, waardoor het alsnog logisch zal zijn om een bindende laag erop te plaatsen.

[Slonzo]

Dat probleem heb je bij aluminium (of andere) banen evenzeer; als ze te ver buigen, breken ze en krijg je onderbrekingen of verhoogde weerstand. Contactloze tickets etc. mag je eigenlijk helemaal niet plooien. Dus als het goedkoper én minder milieubelastend kan, kan ik dit alleen maar toejuichen.

[G-bird]

Ik denk dat het nieuwe hieraan is dat er geen bindmiddel meer inzit en daardoor de geleiding veel beter is.

[bento smit]

Het ontbreken van bindmiddel zorgt hier niet voor verbeterde geleiding, juist slechtere. Dit probleem wordt volgens het artikel juist opgevangen door de grafeenflakes tegen elkaar aan te walsen. Mijn zorg daarbij was of het papier nog wel mocht bewegen of dat de flakes dan weer los van elkaar zouden gaan zitten.

[Verwijderd]

Niet nieuw, er zijn bijvoorbeeld in 2007 al artikelen over geschreven, en er zijn vandaag de dag (met hoe makkelijk je tegenwoordig conductive ink koopt) zelfs guides online te vinden hoe je ze zelf maakt.

Dus het enige nieuwe stukje hierin is dat ze het onder een pers hebben gelegd, wat natuurlijk leuk is en telt als vooruitgang, maar nieuwe manier om antennes te printen? nee, dat niet.