Graphene
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12.07.2019 Projekt

Graphen

Projekt abgeschlossen

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Alexandra Fabricius

Graphen ist eine Kohlenstoffmodifikation mit zweidimensionaler Struktur und einer Vielzahl außergewöhnlicher Eigenschaften wie sehr guter Leitfähigkeit, Transparenz und extremer Zugfestigkeit. Eine der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten ist es, Graphen anstelle von Silizium als Transistormaterial einzusetzen. Aber auch der Einsatz in transparenten Elektroden, Superkondensatoren und Akkumulatoren wird bereits erforscht.

Entsprechend dieser Anwendungen ist eine frühzeitige und entwicklungsbegleitende Normung und Standardisierung wichtig, um der Forschung und der Industrie entsprechende Spezifikationen zur Verfügung zu stellen, auf denen weiter aufgebaut werden kann. Neben Mess- und Prüfverfahren für die verschiedenen Erscheinungsformen von Graphen sind entsprechende Prozess- bzw. Verfahrensnormen für die Herstellungs- und Verarbeitungsformen aber auch Kompatibilitätsnormen wichtig, um zum richtigen Zeitpunkt den Markteintritt zu unterstützen.

Die Europäische Kommission förderte die Graphen-Forschung im 7. Forschungsrahmenprogramm und seit Oktober 2013 vor allem im Rahmen des Graphene Flagships. Das Graphene Flagship koordiniert 142 Forschungspartner aus der Wissenschaft und Industrie und wird mit insgesamt 1 Milliarde Euro über 10 Jahre gefördert. Ziel des Förderprogramms ist es, Graphen von der wissenschaftlichen Forschung hin zur kommerziellen Anwendung zu bringen. Normung und Standardisierung kann und soll diesen Prozess maßgeblich unterstützen.

Daher wurde innerhalb des Projekts das Graphene Flagship Standardization Committee ins Leben gerufen, das über die Arbeitspakete hinweg Standardisierungspotentiale identifizieren soll.

Struktur von Graphenen
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Auch in den internationalen Normungsgremien

ist das Thema Graphen mittlerweile eines der Hauptthemen innerhalb des Arbeitsprogrammes. Derzeit werden vor allem Standards zu Charakterisierungsmethoden sowie Templates für die umfassende Beschreibung der Materialeigenschaften erarbeitet. Es ist aber zu erwarten, dass sich eine zunehmende Anwendungsorientierung der Forschung in den nächsten Jahren auch in der Art der Standardisierungsprojekte widerspiegeln wird.

Zwischen dem Graphene Flagship und dem IEC/TC 113 existieren hinsichtlich der Charakterisierung von Graphenmaterialien deutliche Parallelen. Dennoch gab es zunächst keine direkte Verbindung bzw. Zusammenarbeit, was in erster Linie der Komplexität und dem Zeitaufwand der internationalen Normung geschuldet war. Im März 2015 wurde hierfür der CENELEC Workshop „Specifications for graphene and related materials“ gegründet.  Er bot den Experten des Flagships und anderer EU-geförderter Graphenprojekte die Möglichkeit, sich einfach und unkompliziert in die Normung einzubringen und unterstützte zudem den projektübergreifenden Austausch zwischen den Experten.

Hier wurden unter anderem Dokumente zur Evaluierung der Anzahl der Schichten und zur Messung des Schichtwiderstands erarbeitet.

Die Projekte des CENELEC Workshops werden inzwischen im Zuge einer engeren Zusammenarbeit zwischen dem Graphene Flagship Standardization Committee und dem IEC/TC 113 international weiterbearbeitet.

GRACE – ein weiteres Projekt zum Thema Graphen

GRACE Projektlogo (1)
10.07.2020 Projekt

Im Projekt GRACE „Developing electrical characterisation methods for future graphene electronics" werden genaue, auf die SI-Einheiten rückführbare, Messverfahren für die elektrische Charakterisierung von Graphen entwickelt.

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