Kvalitetsproblem hos nanomaterial bromsar utvecklingen.
Kolbaserade nanomaterial såsom grafen och kolnanorör har länge spåtts en lysande framtid på grund av deras speciella egenskaper, såsom hög elektrisk och termisk ledningsförmåga samt en hög mekanisk styrka. De första studierna på kolnanorör gjordes för snart 30 år sedan men materialet har inte kunnat svara upp till de höga förväntningar som funnits. Detta beror till en stor del på att man inte kunna skala upp tillverkningsprocessen med en bibehållen kvalitet.
Då materialets egenskaper är beroende på kristallstrukturen, så är det helt avgörande vilken kvalitet som materialet har för prestandan hos den slutliga produkten.
– Problemet kompliceras ytterligare av att det är svårt att analysera kristallstrukturen och att det inte finns några etablerade standardmetoder för karakterisering och klassificering av materialen, säger Krister Svensson. Detta har då gjort att det råder lite ”vilda västern” på marknaden när det gäller priser och kvaliteter på de material som säljs.
Låg kristallinitet kan ha en förödande effekt.
Risken är nu att försäljningen av undermåligt material förstör för seriösa aktörer och intresset för materialen avtar snabbt, det blir då bara en hajp som inte når fram till verkliga tillämpningar.
– Vi har nu tagit fram en metod för att karakterisera kristalliniteten i materialen och vi visar även vilken förödande effekt som en låg kristallinitet har på de mekaniska egenskaperna, säger Krister Svensson. Det är då alldeles uppenbart att de kommersiellt tillgängliga materialen inte kan leva upp till de stora förväntningarna som funnits, det är helt enkelt ett annat material. Det krävs då krafttag för att stoppa ”fejk” materialen och ta fram standardiserade mätmetoder och klassificeringar av materialen. Först då kan marknaden mogna och man kan ta fram nya produkter för de olika materialklasserna.
Arbetet har genomförts av Krister Svensson, docent, och Mattias Flygare, doktorand, inom forskargruppen CMM, Karakterisering och modellering av material, vid Karlstads universitet, och presenteras i tidskriften Materials Today Communications (mars 2019).
