PWS Hennep als supergeleider

Verebolt

Beste TU student,

Wij zijn Vere Schoenmakers en Bas van Buiten en wij zitten in 5 VWO op de SG Huizermaat in Huizen.
Wij houden ons profielwerkstuk over de mogelijkheid van hennep als supergeleider.
Wij zouden graag naar de PWS-middag willen op donderdag 7 juni.
Zou het mogelijk zijn om daar een vakexpert te kunnen interviewen?

Met vriendelijke groet,

Vere en Bas

jip_rietveld

Hey @Verebolt

Onze natuurkunde expert Thom is op dit moment op vakantie, hij is een Natuurkunde student en weet veel van supergeleiding af. Ik weet niet helemaal zeker wanneer die terug komt maar ik zal ervoor zorgen dat hij dan dit contact van mij overneemt.

In de tussentijd zitten jullie met mij opgescheept! Dat is natuurlijk niet helemaal erg maar ben ik kwa inhoud over supergeleiding net wat minder bekwaam dan Thom. Maar over jullie vraag, vet leuk dat jullie langs willen komen op de PWS middag, maar om dan gelijk een vak expert te interviewen weet ik niet zeker of dat lukt. Voor ik contact op zoek met een vak expert wil ik jullie vragen of jullie iets concreter jullie onderzoeksvragen van jullie PWS kunnen toelichten en of jullie uberhaupt de vragen die jullie willen stellen kunnen sturen.

Op die manier zie ik ook gelijk of ik jullie gewoon al kan helpen of dat we inderdaad een vak expert moeten inschakelen.

Groeten,
Jip

Verebolt

Hoi Jip,

Heel erg bedankt voor je antwoord! Ik verwachtte een melding als ik antwoord had gekregen dus vandaar dat ik zo laat reageer.
Een vakexpert gaat zo te horen waarschijnlijk niet lukken. Dit is geen probleem want we hebben eigenlijk gewoon iemand nodig die er genoeg van afweet om onze vragen te kunnen beantwoorden.
Het zou dus heel fijn zijn als jij, of Thom, deze vragen zou kunnen beantwoorden!

Oorspronkelijk waren we van plan deze vragen tijdens de PWS-middag te vragen. Als het te veel tijd kost om ze via dit forum te beantwoorden, zou het leuk zijn als we elkaar in het echt zouden kunnen spreken tijdens de PWS-middag, indien één van jullie aanwezig is natuurlijk. (misschien komen we aan de hand van je antwoorden nog op andere interessante vragen die we tijdens de middag kunnen vragen)

Om de (super)geleiding van hennep te meten willen we ‘nanosheets’ maken van hennep.
Aan de hand van dit onderzoek:
https://sativa-power.de/wp-content/uploads/2015/10/cannabis_graphene.pdf

zijn we aan het recept gekomen. Blijkbaar kunnen we dit volledig op school uitvoeren!

We vroegen ons alleen af: hoe we kunnen we de (super)geleiding het beste meten?
Met betrekking tot de draden waarmee we de hennep aan de stroombron verbinden, die zelf ook een weerstand ondervinden.
Een idee zou zijn om de hennep te verkoelen en te kijken of de weerstand afneemt. Daaruit zouden we kunnen concluderen of het bij kamertemperatuur al wel of niet supergeleidend was.
Hoe onderzoeken echte onderzoekers of een materiaal wel of niet supergeleidend is?

De tweede vraag is iets groter en onduidelijker. We vroegen ons namelijk af in hoeverre hennep toepasbaar is in de technieken waarvoor wij nu nog normale geleiders gebruiken.
Is het stevig genoeg om er draden van te maken? En spoelen? En condensatoren? (En andere toepassingen waar wij geen weet van hebben)? Etc.

Alvast bedankt voor je antwoord,

Groet,
Vere

Verebolt

We waren van plan naar de PWS-middag te komen aanstaande donderdag 7 juni. Kan dat nu wel? Zijn we 'aan een student gekoppeld die er verstand van heeft'? En moeten we een bepaalde tijd komen, ergens tussen, of volledig van 13:00 tot 17:00 uur?

Mvg,
Vere Schoenmakers

Thom

Beste @Verebolt,

Ik had jullie nog gemaild voor 7 juni, maar heb sindsdien niks van je vernomen.
Wil je nog steeds langskomen? Dit kan ook buiten een PWS middag om als je zou willen.
Ik hoor graag spoedig van je.

Groetjes,

Thom

Verebolt

Hoi Thom,

Ik heb zojuist je mail gevonden bij de 'ongewenste mail'. Wat stom!
Aangezien ik de bevestigingsmail voor de aanmelding voor de PWS-middag wel bij de rest had ontvangen, had ik er niet aan gedacht.

Ik ben afgelopen donderdag toch naar TU Delft gekomen.
Er zouden voor de zomervakantie namelijk geen PWS-middagen meer zijn (over natuurkunde) en om alles binnen de tijd te kunnen halen, willen we het experiment over twee weken opstarten.
Dit zou dus eigenlijk 'de enige kans' zijn geweest om onze vragen te kunnen stellen. Ik was er hierbij vanuit gegaan dat mensen van de universiteit er wel meer vanaf zouden weten. Op de site staat verder namelijk niet aangegeven waar de middag precies zou plaatsvinden.

Bij de TU wist niemand jammer genoeg van de middag af. (iemand had me wel naar het ScholierenLab gewezen, maar ook daar was niet veel teken van leven)
Het was niet zo'n succes.
Misschien heb ik een verkeerd beeld van de PWS-middag en is het de bedoeling dat je specifiek een afspraak maakt voor een bepaalde plek en tijd met de student die je helpt?

In ieder geval, we willen / wilden eigen twee dingen bereiken met de PWS-middag.
Het leek ons ten eerste leuk om met iemand te spreken die het één en ander van supergeleiding afweet en om eventueel informatie op te doen van zijn / haar ervaringen op het gebied. Bijvoorbeeld over kennis van de werking, de actuele ontwikkelingen en misschien van een eigen onderzoek. En als dat laatste het geval was, hoe je dan precies te werk bent gegaan.
Verder wilden we de vragen stellen die ik al eerder op het forum geplaatst heb, omdat die eigenlijk cruciaal zijn om een volgende stap te kunnen maken met ons onderzoek.

Ik vind het heel fijn om te horen dat we ook buiten de PWS-middag kunnen langskomen.
We weten alleen niet zeker of het mogelijk is. Het is voor ons namelijk een lange reis naar TU Delft, voor de tweede keer een volledige schooldag vrij vragen gaat niet heel makkelijk (+ je mist lessen) en we hebben ook nog tijd nodig om ons te kunnen voorbereiden op de PTA week. (volgende week)
We zouden wel graag willen langskomen, maar op dit moment gaat de voorkeur naar het digitale contact op dit forum.

Het zou ons dus heel veel helpen als je hier de vragen zou kunnen beantwoorden. (met alle beetjes informatie kunnen we wat!)
We staan namelijk te springen om te beginnen ;P

Groetjes,
Vere

Thom

Beste @Verebolt,

Erg onhandig allemaal, maarja dat kan gebeuren..!!
Over supergeleiding weet ik toevallig wel het een en ander dus, qua vragen en sparren erover moet dit wel goed gaan.
Als langskomen niet lukt, is natuurlijk via het forum ook helemaal goed.
Ik zal dit weekend naar jullie vragen kijken en beantwoorden.

Groetjes,

Thom

Verebolt

Ja graag! Aankomende maandag gaan we ons experiment starten. Zou je het daarvoor misschien kunnen beantwoorden? Dat zou veel helpen namelijk.

Thom

Beste @Verebolt,

Cool dat jullie gaan beginnen! Wat betreft het meten van supergeleiding met betrekking tot de draden die vast ziten aan de nano sheets, zou je een dergelijke opstelling kunnen gebruiken:http://www.cpp.edu/~kvandervoort/Adv Lab 8 instructions.pdf
"Een idee zou zijn om de hennep te verkoelen en te kijken of de weerstand afneemt. Daaruit zouden we kunnen concluderen of het bij kamertemperatuur al wel of niet supergeleidend was." Hiermee toon je nog niet aan of de nanosheets daadwerkelijk supergeleidend worden bij een bepaalde kritieke temperatuur. Je wilt natuurlijk wel zien dat de weerstand uiteindelijk naar 0 Ohm schiet. Want aan de hand van een meting over een aantal temperaturen, waar de kritieke temperatuur niet bij zit, zal je supergeleiding niet kunnen afleiden. Dit komt omdat het precies vanaf de kritieke temperatuur gebeurt (zie afbeelding hieronder). Ik raad je aan hem wel dus af te koelen tot onder de kritieke temperatuur!
Wat betreft de toepasbaarheid etc. is lastig en iets waar ik je ook geen correct antwoord op kan geven. Omdat het niet wordt toegepast op dit moment, zullen bevinden zoals jullie die hopen te vinden bijdragen aan het ophelderen of hennep daadwerkelijk toegepast kan worden als een hoge temperatuur supergeleider in bijvoorbeeld stroomdraden. Dus wat betreft de toekomst hiervan is het een beetje koffiedik kijken ;).
Ik hoop dat ik jullie een beetje verder heb kunnen helpen en ik zou leuk vinden als jullie nog een keer langskomen om eens te sparren over dit onderwerp!
alt text

Verebolt

Yes bedankt voor je antwoord! Hier kunnen we zeker mee verder!

Verebolt

Beste Thom,

Het is inmiddels na de zomervakantie en we lopen helemaal op schema met het theoretische deel.
We lopen met het experiment echter tegen wat problemen aan.
Het recept voor de bewerking van de hennep is als volgt:

Een mengsel van 3,0 g hennepbastvezel en 50 ml 0,1 M zwavelzuur worden 24 uur verwarmd op 180 ° C in een autoclaaf.
Filtreer het zwavelzuur uit de vaste stof, was het met gedestilleerd water en laat het drogen.
Maal de bewerkte hennep met kaliumhydroxide in een gelijke massaverhouding.
Verhit het mengsel gedurende 1 uur onder argonstroom (of helium / stikstof, om oxidatie te voorkomen) tussen 700 en 800 ° C.
Was de hennep met 0,1 M zoutzuur en vervolgens met gedestilleerd water.
Droog het voor 12 uur in een oven van 100 ° C.

We hebben de stappen op school proberen uit te voeren. Zoals je je kan voorstellen is de apparatuur echter niet zo goed als die de wetenschappers van het originele onderzoek gebruikt hebben. Hierdoor moesten we het een en ander versimpelen, zoals bij stap 1 een temperatuur van 120 ° C gebruiken voor maar 5 uur lang omdat het anders te gevaarlijk is. Stap 4 zal niet lukken omdat de ovens hier niet zo warm kunnen en er geen gas overeen kan stromen.

Nu vroegen we ons af of we deze stappen op TU Delft zouden kunnen en mogen uitvoeren. Wat we nodig hebben is een autoclaaf (oven met hoge druk) die 24 uur aan kan staan op 180 ° C en een oven die wel tot 800 ° C kan verwarmen en mogelijkheid biedt een gas te laten stromen.
Het zou ontzettend helpen als dit zou kunnen!

Groet,
Vere

Thom

Beste @Verebolt,

Dit ziet er goed uit! Maar ik kan inderdaad zien dat sommige handelingen lastig worden.
Ikzelf weet niet of dergelijke apparatuur op de TU aanwezig is en als het er is of deze zo maar door scholieren gebruikt kan worden. Ik denk dat we op de faculteit van technische scheikunde moeten rond zoeken. Ik zal eens kijken wat er mogelijk is!
Anders zou je inderdaad wat moeten improviseren, wat niet per se slecht hoeft te zijn!
Je hoort van me.

Groetjes,

Thom

Thom

Beste @Verebolt,

Ik heb het nagevraagd en ik denk dat dit te lastig gaat worden.
We moeten dus gaan improviseren. Heb je daar al over nagedacht?

Groetjes,

Thom

Verebolt

Hoi Thom,

Heel erg bedankt voor het navragen!
Ik had al verwacht dat het wat moeilijk zou worden, dus zijn er alternatieve experimenten bedacht.
Zo hebben we ervoor gekozen om de hennep te vergelijken met ander materiaal zoals hout en katoen.
Op die manier komen we erachter of hennep wel echt zo bijzonder is.
Inmiddels ben ik trouwens bezig met de afronding van het werkstuk en ik heb er vertrouwen in dat het mooi gaat worden.
Bedankt voor de tijd en moeite die je hierin gestoken hebt.

Groet, Vere

Thom

Beste @Verebolt,

Erg goed om te horen! En goed alternatief bedacht.
Hopelijk hebben jullie het PWS goed afgerond!

Groetjes,

Thom