Vandaag is het officiële startsein gegeven voor het zogenoemde flagship-project voor grafeen. Onderzoekers uit heel Europa krijgen de komende tien jaar een miljard euro te besteden om het ‘wondermateriaal’ naar de markt te brengen.
In het Zweedse Göteborg klinken vandaag de champagneglazen. Wetenschappers uit heel Europa zijn er verzameld om het begin te markeren van een tienjarig project dat het onderzoek naar grafeen naar een hoger plan moet tillen. De helft van het geld is direct afkomstig van de initiatief nemende Europese Commissie, de andere helft komt van de deelnemende lidstaten zelf.
Momenteel doen er 74 verschillende onderzoeksgroepen uit 17 landen mee. Veel van die groepen zitten al jaren in het grafeenonderzoek, waaronder professor Lieven Vandersypen van de groep Quantumtransport van de Technische Universiteit Delft die de komende jaren een al half miljoen euro uit Göteborg krijgt.
Vandersypen en collega’s besteden dat geld onder andere voor onderzoek naar het gedrag van elektronen in grafeen. “Dat is namelijk bijzonder”, zegt hij aan de telefoon. “Ze bewegen heel gemakkelijk en met een constante snelheid door het materiaal heen. Dat biedt mogelijkheden voor bijvoorbeeld toepassing in supersnelle elektronica, maar ook voor fundamenteel onderzoek naar supersnelle relativistische deeltjes. Iets wat we normaal gesproken met deeltjesversnellers doen.”
Grafeen bestaat uit koolstofatomen die als ‘kippengaas’ aan elkaar zijn verbonden. Zo ontstaat een dunne maar sterke laag koolstof die extreem goed geleid. Bovendien is het materiaal transparant en weegt het vrijwel niets.
Hoewel het materiaal eigenlijk al in de jaren ’40 van de vorige eeuw werd ontdekt, was het lang onmogelijk om ermee te experimenteren. Pas toen men in 2004 een methode ontdekte om grafeen makkelijk te isoleren kwam het onderzoek op gang. De laatste jaren lijkt het onderzoek een vogelvlucht te nemen.
In 2010 kregen Andre Geim en Konstantin Novoselov, de eerstgenoemde is mede verbonden aan de Radboud Universiteit, de Nobelprijs voor hun onderzoek aan grafeen.
Voorzichtig met investeren
Maar waarom gaat er nu zo veel geld naar grafeen als het onderzoek al jaren loopt? Volgens Vandersypen kan vooral de toepassingskant van grafeen zich behoorlijk ontwikkelen. “In Europa waren bedrijven tot nu toe ronduit afwachtend met het investeren in grafeenonderzoek. Terwijl bijvoorbeeld het Zuid-Koreaanse Samsung al jaren geleden inzette op flexibele beeldschermen op basis van het materiaal. Binnenkort komen die op de markt. Ik denk dat Europese bedrijven op dit moment de kansen beginnen te zien en instappen. Dat zijn onder andere Nokia, Philips en Airbus.”
Buigbaar display op basis van grafeen.
University of Cambridge / Plastic LogicJarenlang gold grafeen ook als materiaal dat geschikt was gebruik in een quantumcomputer. De groep van Vandersypen deed daar veel onderzoek naar, maar is daar inmiddels vanaf gestapt. “Ik zie nu dat we met andere materialen eigenlijk succesvoller zijn. Wat dat betreft ben ik er een beetje van terug gekomen en zijn we ons op ander grafeenonderzoek gaan focussen.”
Kapitein op het flagship
Momenteel zijn er een aantal onderzoeksgroepen die geld ontvangen uit de flagship-pot maar dat moet nog behoorlijk gaan aantrekken. Vandersypen: “Het zal nog wel even duren voordat het hele project op stoom is. De echt grote onderzoeken en bijbehorende aanvragen zullen wel een paar jaar op zich laten wachten. Alleen al vanwege de lange selectieprocedures.”
Het consortium wordt gestuurd vanuit Göteborg, met de Zweedse professor Jari Kinaret aan het roer. Europese universiteiten, bedrijven en instellingen zullen uiteindelijk daar hun onderzoeksvoorstellen voorleggen aan een speciale commissie.
Op de vraag of zo’n enorm project, met honderden onderzoekers binnen de gelederen, wel één koers kan varen reageert Vandersypen positief. “Wij werken als onderzoekers nu al veel samen met andere groepen, daar ontkom je niet aan. Dat zal ook binnen dit project aan de orde zijn. Maar natuurlijk zal niet iedereen met iedereen samenwerken, het zal vooral plaatsvinden binnen de thema’s die zijn vastgesteld, zoals bijvoorbeeld grafeensensoren, -optica en -elektronica.”
Grafeen belooft onder andere toepassingen in batterij-, sensor- en displaytechnologie.
Flickr, Heather Kennedy via CC BY-SA 2.0Beloftes
Volgens Vandersypen is het niet gek dat de Europese Commissie, naast een miljard euro voor het Human Brain Project, de portemonnee trekt voor grafeen. “Grafeen heeft echt een aantal uniek eigenschappen, zoals zijn goede geleiding, sterkte, gewicht en transparantie. En dat belooft veel toepassingen. De verwachtingen zijn echt hooggespannen wat dat betreft en ik denk dat het terecht is dat er nu zoveel geld naartoe gaat.”