profielwerkstuk grafeen
-
Beste Xander en Bas,
Ten eerste wil ik zeggen dat het vooronderzoek er goed uitziet, alleen kunnen jullie jullie hoofdvraag misschien wat concreter maken hij is nu namelijk een beetje breed/vaag. Ik weet niet wat er mogelijk is qua proefjes, zou jij mij het linkje kunnen sturen van de leerling die proefjes met grafeen op de TU heeft gedaan?
Groetjes,
Thom
-
Beste Thom,
Sorry dat we nu pas reageren, er kwamen een paar dingen tussen.
We hebben veel gewerkt aan ons profielwerkstuk in de tussentijd. We hebben al 3 deelvragen en de inleiding af. We zagen dat er proefjesmiddagen zijn voor het PWS. Zouden we misschien ook mee kunnen doen? We dachten aan donderdag 22 december omdat U er dan ook bent.Groetjes Xander en Bas
-
Beste Xander en Bas,
Geen probleem! Voordat een afspraak maken moet ik weten wat jullie willen onderzoeken/van plan zijn. Zodat we kunnen kijken wat er mogelijk is. Jullie zeiden in jullie post dat jullie hadden gezien dat er eerder scholieren naar de TU waren gekomen voor een grafeen proef. Zou je mij naar die post kunnen linken graag!
Groetjes,
Thom
-
Beste Thom,
Er zijn zo te zien meer mensen die hun profielwerkstuk over grafeen willen doen.
Hier heb ik een paar links:
http://forum.pwstudelft.nl/topic/927/pws-grafeen
http://forum.pwstudelft.nl/topic/1289/pws-grafeen
http://forum.pwstudelft.nl/topic/1261/grafeenEn we hadden als proefjes in gedachte;
Het maken van grafeen, een geleidingsproef, een krachtproef,
een filterproef en een flexibeliteitproef?Ik hoop dat we U hebben geholpen en dat we een afspraak kunnen maken.
Groetjes,
Xander en Bas
-
Ha jongens,
Zouden jullie jullie proefjes wat kunnen concretiseren, hoe wil je al deze proeven uitvoeren wat heb je nodig, wat wil je meten etc.
In de tussentijd ga ik op zoek naar iemand die met grafeen werkt en wellicht bereid is te helpen.Groetjes,
Thom
-
Beste Thom,
We hebben het practicum uitgewerkt en naar mogelijkheden gezocht om zelf grafeen te maken. We hebben veel verschillende manieren gevonden maar we kwamen uiteindelijk op twee mogelijkheden uit. Deze hebben daarentegen wel beide wat beperkingen.
Mogelijkheid een:
- Dit experiment is denk ik heb makkelijkst. Hiervoor heb je heptaan, demiwater, grafietpoeder , een glazen plaatje en een ultrasoon bad nodig.
Heptaan is hydrofoob, dit betekent dat het niet goed mengt met water. Als je deze twee stoffen bij elkaar doet drijft het water op het heptaan. Als je aan die twee stoffen een klein beetje grafietpoeder toevoegt, gaat het grafietpoeder mengen met het water en blijft het ook op de laag heptaan liggen. Dat komt omdat de oppervlaktespanning van grafeen (54,8 mN / m) bijna precies tussen de oppervlaktespanning van water (72,9 mN / m) en heptaan (20.1mN / m) zit. Door de Ultrasone golven wordt het grafiet gesplitst en gevormd tot grafeen. Zo krijg je een laag van 1 tot 4 lagen dik grafeen. Dit kun je loskrijgen door middel van bijvoorbeeld een glasplaat (een hydrofyle stof). De laag grafeen klimt als het waren op de glasplaat. De laag grafeen hecht zich dan aan de glasplaat en vervolgens heb je een grafeen gecoate glas zo groot als je wilt.
Mogelijkheid twee:
Hiervoor maak je gebruik van een cd brander en grafeenoxide. Het is best lastig om hieraan te komen. Er is ook een mogelijkheid om het zelf te maken maar dat is een redelijk lang en gevaarlijk proces. Ik zou graag willen weten welke mogelijkheden jullie bieden op de tu delft?
Uitleg:
Grafeenoxide is oplosbaar in water. Daarom kun je het oplossen en daarna over het oppervlak van de cd gieten. Doordat het water verdampt hard de grafeenoxide uit. Nu heb je een laag met grafeenoxide. Als je de cd in een cd brander doet veroorzaakt de laser een chemische reactie waardoor het grafeenoxide wordt gereduceerd tot grafeen. Dit grafeen is meteen klaar. Ook kan het worden omgezet door middel van een stof genaamd hydrazine. Maar deze stof is extreem gevaarlijk omdat het zeer brandgevoelig en corrosief is.Ik zou graag willen weten op welke manier jullie grafeen maken, en welke mogelijkheid jullie voor ons bieden?
Wat betreft de proefjes die we willen doen:
Geleidingsproef
Warmtegeleiding:Grafeen is een hele goede geleider. Als je een stukje grafeen vast hebt kun je daar een ijsklontje mee snijden. Dat komt omdat de warmte van je hand meteen door het grafeen loopt en het ijsblokje smelt. Zo snij je er zo doorheen. Dit kunnen wij ook proberen. Als we een dun grafeen gecoat glasplaatje hebben en een ijsklontje kunnen we er zo doorheen snijden.
Ook kunnen we de warmte geleiding meten door op een grafeen gecoat glasplaatje een warmtebron aan te sluiten en aan de andere kant een temperatuurmeter te bevestigen. Als we de afstand tussen de twee punten weten en het verloop van de tijd bij kunnen houden met een stopwatch. Kunnen we de snelheid van de geleiding berekenen.
Ook kunnen we een gat maken in het stukje grafeen gecoat glas waarin we een licifer plaatsen. Als we de ontbrandingstemperatuur weten van een lucifer en de afstand tussen de warmtebron en de lucifer. Kunnen we met de tijd ook de geleiding berekenen.
Elektrische geleiding:
De elektrische geleiding van een stof is het tegenovergestelde van de weerstand. De formule die bij de elektrische geleiding is dan ook G = 1/R. Met G als de elektrische geleidbaarheid in Siemens, en R als weerstand in Ohm. Als we de weerstand van grafeen dus hebben kunnen we ook de geleidbaarheid berekenen. Maar hoe komen we aan de weerstand van grafeen?
De weerstand kun je berekenen met de wet van ohm. Die gaat als volgt: R = U/I. Met R als weerstand in Ohm, U als spanning in Volt en I als stroomsterkte in Ampère. De weerstand hangt af van 5 dingen:- De temperatuur
- De druk
- Luchtvochtigheid
- Licht
- Spanning
Wij doen alles onder normale omstandigheden dus wij hoeven daar geen rekening mee te houden.
De manier waarop wij het experiment uit gaan voeren is als volgt:
We maken een stroomkring met daartussen als weerstand een grafeen gecoat glasplaatje. In de gesloten stroomkring sluiten we een voltmeter en een ampèremeter aan. Ook hebben we een stroombron nodig waar we af kunnen lezen wat de waarde zijn van de stroom en de ampère. Eerst meten we zonder het grafeen in de stroomkring en daarna met grafeen in de stroomkring. Zo kunnen we de weerstand uitrekenen.
Krachtproef:
Aangezien we niet aan los grafeen kunnen komen zijn de krachtproeven wat moeilijker. We hebben natuurlijk een glasplaatje met daarop een grafeencoating. Wel kunnen we kijken of het glas echt sterker is met de grafeencoating. Dat doen we als volgt:
We kunnen een glasstaafje hebben zonder grafeencoating en een even groot glasstaafje met een grafeencoating. Als we deze staafjes over een soort kloof heen leggen met een touwtje in het midden met daaraan een mogelijkheid om een gewicht op te hangen. We kunnen daar dan een steeds groter gewicht aan hangen en kijken wanneer het staafje breekt. Dit doen we bij beide staafjes. Zo kunnen we zien welk staafje sterker is en hoeveel sterker het sterkste staafje is.Filterproef:
Aangezien het grafeen op een glasplaatje zit kunnen we zo geen filterproef doen. Wel kan het als we een los velletje grafeen hebben. Zo ja dan kunnen we alvast een experiment maken. Als we in normaal demiwater oplosbare stoffen doen met een grotere molecuulgrote dan horen die stoffen uit het mengsel gefilterd te worden. Als dit ook zo is hebben we bewezen dat grafeen water kan filteren tot schoon water.Wij hopen dat u genoeg informatie heeft en dat u ons verder kunt helpen. Vervolgens willen we vragen of we een afspraak in kunnen plannen? Indien u nog tips heeft horen wij het heel graag!
Groetjes,
Xander en Bas
-
Beste Thom,
Onze inleverdatum is op 16 december. We kunnen uitstel krijgen maar dat is dan alleen als we een afspraak maken. De uitstel geld dan ook alleen voor de proef en het verslag daarvan. Daarom horen we graag zo snel mogelijk of een afspraak met de TU-delft mogelijk is. Als we dit weekend geen bevestiging hebben op de vraag of we het practicum op de TU delft mogen doen, dan gaan we proberen zelf grafeen te maken op school. We hopen natuurlijk dat we het wel in delft kunnen doen. Voor de afspraak geld dat deze niet later mag zijn dan in januari.
We hopen op een zo spoedig mogelijke reactie. Alvast bedankt.
Groeten,
Xander en Bas
-
Ha Xander en Bas,
Excuses dat mijn reactie wat lang duurde. Ik heb rond gezocht op mijn faculteit om iemand te vinden die jullie kon helpen met deze proefjes. Ik heb alleen niemand kunnen vinden die echt met grafeen werkt en jullie met al deze proeven kan helpen. De proeven die jullie beschrijven komt in de praktijk ook veel meer bij kijken: het zijn namelijk vrij delicate opstellingen die niet zomaar door scholieren gebruikt kunnen worden..
Ikzelf heb ook nooit grafeen gemaakt, maar ik zou het wel met jullie willen proberen als jullie alle spulletjes hebben voor het productieproces.
Laat maar even weten wat jullie willen.Groetjes,
Thom
-
Beste thom,
Na enig overleg hebben we besloten om het experiment op school te proberen. We hebben goede hulp gevonden en we hebben op school de juiste benodigdheden. Anders werd het heel erg onhandig met het regelen en meenemen van de spullen.
Heel erg bedankt voor uw hulp!
Met vriendelijke groet,
Xander en Bas
-
Ha Xander en Bas,
Mochten jullie ergens vastlopen, wees niet bang om mij hier op het forum te benaderen!
Veel succes!!Groetjes,
Thom
