Ithaca, New York (VS) – Amerikaanse chemici maken keramiek transparant en buigzaam.


Gebruik van nanochemie – scheikunde op een schaal van een miljardste meter – leverde onderzoekers van Cornell University een nieuw materiaal op: buigzaam keramiek. Tot verbazing van prof Ulrich Wiesner en zijn collega's blijkt onder de microscoop dat het gummikeramiek een bijzondere, maar niet geheel onverwachte structuur heeft. Wiskundigen voorspelden al lang geleden het bestaan van zo'n structuur.
Het ontwerp voor het gummikeramiek hebben de Amerikaanse chemici van de natuur afgekeken. Diatomeeën – ééncellige algen van nog geen tiende millimeter – hebben een wand opgebouwd uit perfect geordende kiezelzuurketens. Om een materiaal met zo'n mooi gerangschikte structuur te maken, gebruikten de onderzoekers zeer lange koolstofketens. Op nanoschaal kunnen deze organische ketens zich in zeshoekige symmetrische vormen organiseren. Door het ketennetwerk vervolgens te versmelten met een kiezelzuurachtig keramiek vervaardigden de chemici een materiaal dat qua structuur lijkt op de diatomeeënwandarchitectuur.

Moleculaire architectuur van buigzaam keramiek.

Totnogtoe waren de onderzoekers enkel in staat een paar minuscule stukjes gummikeramiek van enkele grammen te maken, maar dat is voldoende om de materiaaleigenschappen te testen. Het materiaal is transparant en buigzaam, maar aanzienlijk sterk en niet breekbaar. “We kunnen gummikeramiek uitstekend gebruiken voor toepassingen in de microelektronica, zoals voor brandstofcellen en batterijelektrolyten,” vertelt Wiesner.

Frédérique Melman