Na jaren van wetenschappelijk onderzoek lijkt het wondermateriaal grafeen eindelijk in de eerste commerciële toepassingen te worden verwerkt: supersterke fietswielen en tandimplantaten.

Ruim honderd keer sterker dan staal, een betere geleider dan koper en zo dun dat je het met het menselijk oog niet kunt zien. Het klinkt te mooi om waar te zijn, maar het ‘wondermateriaal’ grafeen bestaat echt.

Tien jaar geleden werd het materiaal ontdekt door de in Rusland geboren Nederlandse natuurkundige André Geim en zijn collega Konstantin Novoselov van de Universiteit van Manchester. Zij deden onderzoek naar de eigenschappen van grafeen en kregen daarvoor de Nobelprijs in 2010.

Nog geen commerciële toepassingen

Sinds de ontdekking is het materiaal van één atoomlaag dik over de hele wereld onderzocht. Bedrijven en overheden investeerden miljarden euro’s in onderzoek naar grafeen, dat uitsluitend bestaat uit koolstofatomen met een structuur die lijkt op kippengaas.

In potentie kan het ultradunne grafeen voor een doorbraak zorgen in diverse industrieën. Buigbare schermen, efficiëntere zonnepanelen, supersterk textiel en lichtere vliegtuigen zijn slechts enkele van de theoretische voorbeelden.

Massaproductie is duur

Het wondermateriaal heeft zijn enorme belofte in de praktijk echter nog niet ingelost. Commerciële toepassingen ontbreken tien jaar na de ontdekking. Voornaamste struikelblok is het produceren van grafeen op grote schaal, een kostbaar en tijdrovend proces. Door de hoge productiekosten zijn bedrijven huiverig om geld te investeren in producten met grafeen.

Maar daar komt langzamerhand verandering in. Onderzoekers slagen er steeds beter in om grafeen van goede kwaliteit te maken tegen een redelijke prijs. Daardoor wagen de eerste bedrijven de sprong in het diepe.

Supersterke fietswielen

Neem het wielrenmerk Vittoria van de 71-jarige Nederlander Rudi Campagne. Vier jaar lang deed het bedrijf tests met fietsbanden en -wielen die versterkt zijn met grafeen. De resultaten zijn baanbrekend: de rolweerstand van de grafeenbanden ligt 12 procent lager dan traditionele 'tubes', schrijft het Financieele Dagblad maandag. De wielen zijn daarnaast lichter, sterker en stijver.

Campagne is zo overtuigd van het wondermateriaal dat hij vorige maand een belang heeft genomen in Directa Plus, de Italiaanse grafeenproducent waar hij al enkele jaren mee samenwerkt. "Ik zie het als een innovatie die te vergelijken is met die van plastic honderd jaar geleden", aldus Campagne tegenover het FD. "Voor Vittoria verwacht ik dankzij grafeen een jaarlijkse omzetgroei van 20 procent."

Tandimplantaten

Ook het jonge Engelse bedrijf 2-DTech zet in op het ultradunne, sterke materiaal. Begin deze maand kreeg de startup uit Manchester een beurs van 100 duizend euro om grafeen toe te passen in de tandheelkunde, schrijft de Financial Times. 2-DTech gaat samen met EvoDental uit Liverpool werken aan een manier om tandimplantaten, kronen en kunstgebitten te versterken met grafeen.

Volgens topman Nigel Salter van 2-DTech is dit slechts één van de onderzoeksgebieden waar zijn bedrijf zich op toelegt. Zijn doel is om in 2015 de eerste producten met grafeen te verkopen aan consumenten en ondernemingen. "Er is veel enthousiasme om grafeen te gebruiken en het op de markt te krijgen", zegt Salter tegenover de FT. "Het is alleen de vraag hoe."

Update: In tennis en badminton worden sinds meer dan een jaar rackets gebruikt die versterkt zijn met grafeen. Onder meer sportartikelenfabrikant Head verkoopt grafeenrackets, waar onder andere Novak Djokovic en Maria Sjarapova mee spelen. (Met dank aan Jelmer in de reacties voor de tip.)

Dit artikel is oorspronkelijk verschenen op z24.nl