Stelt u zich eens voor: een meterslang doorzichtig lichtgevend folie, dat ook als zonnepaneel gebruikt kan worden, een doorzichtige antenne in de autoruit, een ultradun verwarmingselement, een gevoelige warmtesensor en een kunststof die sterker is dan staal of Mylar. En dat allemaal tegelijk. Deze ongelofelijke combinatie van eigenschappen kenmerkt het nanofolie dat technologen van de Universiteit van Texas in Dallas in samenwerking met hun Australische collega’s van het Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) deze week in het wetenschapsblad Science presenteren. Tegenover de enorme reeks aan mogelijke toepassingen staat een verbazend eenvoudig produktieproces dat nog het meest wegheeft van het spinnen van garen. Het uitgangsmateriaal zijn nanobuisjes met meerdere wanden. Denk aan een rol kippengaas van enkele lagen dik. De nanobuisjes, of eigenlijk nanosprieten, zijn tien nanometer dik en 70 tot 300 micrometer lang (ongeveer tienduizend keer langer dan dik). De nanobuisjes ‘groeien’ door een katalytisch proces uit het gas acetyleen (H-C-C-H), dat als koolstofbron dient. De nanosprietjes vormen een soort koolstofbos. De onderzoekers houden een Post-it memo aan de zijkant van het nanobos en trekken daarmee een ragfijn weefsel van nanobuisjes. De nanobuisjes rijgen zich aaneen tot een poreus en ultradun folie. Een nanobosje van één centimeter breed en 245 micrometer hoog levert een sheet van drie meter lang. Met de hand trokken de nanologen in één minuut een lengte van één meter, maar dat moet nog veel sneller kunnen, schrijven ze. Een meter folie, dat zijn echt triljoenen (miljard miljard) nanobuisjes. Om de sterkte van het getrokken folie te versterken, draaiden de onderzoekers de getrokken folie met 90 graden. Het getrokken folie heeft bizarre eigenschappen, nog afgezien van het feit dat het zo eenvoudig gemaakt kan worden. Het is een uiterst luchtig weefsel met een dikte van 18 micrometer (een derde van een haardikte) en een gewicht van 2,7 microgram per vierkante centimeter. Toch zijn twee loodrecht op elkaar gelegde lagen al sterk genoeg om druppels water te dragen die 50.000 keer zwaarder zijn dan het doek waar ze op liggen. De folie kan een stuk compacter gemaakt worden door het op een ondergrond te leggen, bijvoorbeeld een glasplaat, het onder te dompelen in alcohol en te laten drogen. Hierdoor gaan de nanobuisjes meer in dezelfde richting liggen en krimpt de dikte van 18 micrometer af tot 50 nanometer (360 keer dunner). Door een eenvoudige chemische ingreep hebben de nanotechnologen het folie lichtgevend gemaakt, waardoor het als organische LED (OLED) aangemerkt wordt. Alleen dan wel een met een ongekende oppervlakte. Want het aan elkaar lassen van verschillende stukken folie gaat eenvoudig, merkten de onderzoekers. Ze legden stukken folie met de rand op elkaar in de magnetron. Het folie absorbeert de warmte van de microgolfstraling en smelt naadloos aan elkaar. Sterker nog; twee stukken plexiglas met wat nanofolie ertussen smelten in de magnetron onzichtbaar aan elkaar. Warmtegevoelig, elektriciteitsgeleidend, flexibel, sterk en doorzichtig. Die combinatie van eigenschappen roept bij techneuten visioenen wakker van immense lichtgevende panelen, zonnepanelen in folievorm, goedkope en onzichtbare warmtesensoren en ingebouwde antennes in de autoruit. Experimenten hebben al bewezen dat de nanofolies licht geven als er een spanning op gezet wordt en dat ze zonder blijvende schade dubbel gevouwen kunnen worden, wat andere weer op het idee brengt om ze als kunstmatige spieren te gebruiken. “Zelden is een vinding zo simpel en elegant dat commercialisering meteen mogelijk lijkt,” merkt onderzoeksleider Ray Baughman, directeur van het UTD nanotechnologiecentrum op in een persbericht. “De combinatie het trekken van nanofolies en het weven van kunstvezels zal de ontwikkeling van beide gebieden versnellen. Onze universiteit en CSIRO werken samen met bedrijven en overheidslaboratoria om de technologieën op de markt te brengen. Naast de genoemde toepassingen denkt Baughman ook nog aan implanteerbare materialen die nieuwe celgroei zouden bevorderen en aan lichte en sterke chassisdelen voor auto’s en vliegtuigen die nog stroom leveren ook. Voor Baughman is de toekomst is al begonnen. Jos Wassink Mei Zhang, Shaoli Fang, Anvar A. Zakhidov, Ray H. Baughman: “Strong, Transparent, Multifunctional, Carbon Nanotube Sheets”, Science, Vol. 309, 19 aug 2005, p. 1215 - 1219.