Das Graphene Flagship: Das vielseitigste Material der Welt im Überblick

Das Graphene Flagship ist eine von der Europäischen Kommission ins Leben gerufene Leitinitiative. Als FET-Leitinitiative (Future and Emerging Technology) widmet es sich groß angelegten, wissenschaftsgetriebenen Forschungsinitiativen, die unseren Planeten und unsere Zukunft als Spezies grundlegend verändern werden. Mit seinen zahlreichen ehrgeizigen Programmen erfordert das Projekt die Zusammenarbeit der EU und der Vereinigten Staaten, um eine langfristige Unterstützung sicherzustellen. Nach einer Reihe von Pilotprogrammen im Jahr 2011 entstanden, ist Graphene, einfach ausgedrückt, mit einem Budget von 1 Milliarde Euro das bislang größte Forschungsprojekt der EU.

Graphen: der bisherige Stand

Als groß angelegtes Projekt muss das Graphene Flagship viele verschiedene Phasen durchlaufen, bevor es abgeschlossen ist und sein Ziel erreicht hat. 2016 erwies sich als sehr wichtiges Jahr für das Graphene Flagship: Das Projekt schloss endlich seine 30-monatige Anlaufphase unter dem 7. Rahmenprogramm ab. Damit begann „Core 1“, die erste zweijährige Phase mit gleichbleibender Finanzierung im Rahmen des Programms Horizon 2020, das voraussichtlich bis Oktober 2023 laufen wird.

In der 30-monatigen Anlaufphase umfasste das Graphene Flagship über 150 Partner, über 50 assoziierte Mitglieder und über 15 Partnerprojekte. Jeden Monat kommen weitere Menschen zum Projekt hinzu. In diesem Zeitraum verlagerte sich der Schwerpunkt des Graphene Flagship zudem von explorativer Forschung zu anwendungsorientierter Innovation. Das konnten die Besucher des diesjährigen Mobile World Congress selbst erleben, indem sie die neuen graphenbasierten Technologien ausprobierten, die das letztendliche Ziel der Leitinitiative sind.

YouTube · Video laden

Die graphenbasierten Technologien, die den Beteiligten des Flagship vorschweben, erstrecken sich über viele Bereiche und mögen für viele von uns direkt aus der Science-Fiction stammen. Das beste Beispiel dafür ist das geplante Internet der Nano-Dinge. Es würde eine kontinuierliche Vernetzung zwischen Geräten ermöglichen, die wir in verschiedene Gegenstände und sogar in unseren eigenen Körper implantieren werden. Diese Geräte sollen unterschiedliche Alltagstätigkeiten erleichtern und die heute bestehende Makrotechnologie ersetzen. Wenn du das Internet der Dinge schon für revolutionär gehalten hast: Die Wissenschaftler des Graphene Flagship bewegen sich auf einem ganz anderen Innovationsniveau.

Graphen auf dem MWC 2017

Der Mobile World Congress 2017 fand in Barcelona in der Woche vom 27. Februar bis zum 2. März statt und begeisterte Mobiltechnikfans auf der ganzen Welt. Sie reisten entweder an oder aktualisierten unablässig ihre Webseiten, um die größten technischen Fortschritte auf dem Mobilfunkmarkt mitzuerleben. Doch nur diejenigen, die das Glück hatten, über genügend Zeit oder Geld für einen Besuch des Mobile World Congress zu verfügen, konnten die tatsächliche Innovationskraft graphenbasierter Technologie selbst erleben.

Das Graphene Flagship war auf dem Mobile World Congress 2017 vertreten, um die Menschen mit einem kleinen Vorgeschmack auf die Zukunft für sich zu gewinnen. Der für die Leitinitiative reservierte Bereich trug den Namen „Graphene Experience Zone“ und bestand aus fünf verschiedenen Bereichen. Sie veranschaulichten die unterschiedlichen Aspekte des Lebens, die graphenbasierte Technologie beeinflussen wird. Die fünf Bereiche waren: IoT und Sensoren, Wearables und Gesundheit, Energie, Datenkommunikation und Verbundwerkstoffe. Im Zentrum der Experience Zone konnten Besucher die mit Graphen verstärkte Karosserie des Supersportwagens BAC Mono betrachten.

IoT und Sensoren

Im Bereich IoT und Sensoren wurde ein völlig neuer, graphenbasierter, hochempfindlicher Infrarotsensor vorgestellt. Besucher konnten ihn testen, um sich von seiner Fähigkeit zu überzeugen, durch Nebel und Rauch zu sehen. Dieser Sensor wird einen echten Fortschritt für künftige Bremssysteme selbstfahrender Autos darstellen. Im selben Bereich konnten Besucher ein per Smartphone nutzbares Biosensorgerät mit 3D-gedruckten Einlegesohlen betrachten, mit dem sich die Leistung eines Sportlers überwachen lässt. Außerdem waren leitfähige Tinten sowie Berührungs- und Dehnungssensoren ausgestellt.

Wearables und Gesundheit

Der Bereich Wearables und Gesundheit war bei den Besuchern beliebt, denn er zeigte Technologie, die einen der derzeit aktivsten Märkte für Mobiltechnik verbessert. Von einem Roboterarm, der sich über ein Armband mit Graphensensoren steuern ließ, über einen Graphen-Wellnesssensor, der die Herzfrequenz präzise erfassen und auf Geräten in der Nähe anzeigen kann, bis hin zur Demonstration eines Netzhautimplantats, das beweist, dass Graphen reibungslos mit dem Gehirn kommunizieren kann: Dieser Bereich hatte viel zu bieten.

Als Nächstes wartete der Bereich Energie mit einer Graphenheizung auf, die auf Befehl sofort heiß wird. Das bedeutet, dass es in Wohnungen oder an Arbeitsplätzen nie wieder kalt sein muss, nicht einmal für einen kurzen Moment. Außerdem konnten sich die Besucher über einen graphenbasierten Superkondensator mit hohen Laderaten informieren.

Im Bereich Datenkommunikation der Graphene Experience Zone konnten Besucher einen graphenbasierten Modulator betrachten. Der Modulator kann über große Entfernungen übertragen, ähnlich wie der ebenfalls ausgestellte Graphen-WLAN-Empfänger.

Der unbestrittene Höhepunkt der Ausstellung war jedoch der Bereich Verbundwerkstoffe der Experience Zone. Dort stand der schöne Supersportwagen BAC Mono mit einer graphenverstärkten Karosserie und hinteren Radlaufverkleidungen aus einem Graphen-Verbundwerkstoff, die das Gewicht des Autos verringern. Auch ein Motorradhelm und eine Drohne auf Graphenbasis waren ausgestellt.

Warum Graphen?

Die Präsentation auf dem MWC 2017 reichte aus, um das Interesse vieler Menschen zu wecken und sie von den glänzenden Zukunftsaussichten graphenbasierter Technologie zu überzeugen. Manche fragen sich jedoch vielleicht: Warum Graphen? Warum wird diesem Material so viel Bedeutung beigemessen?

Die Antwort lautet: Graphen ist eines der vielseitigsten bislang bekannten Materialien, wie seine zahlreichen Einsatzmöglichkeiten auf dem MWC 2017 bewiesen haben. Als erstes zweidimensionales Material der Welt ist es das dünnste, stärkste und leichteste Material und zugleich flexibel sowie sehr gut elektrisch und thermisch leitfähig. Graphen hat in vielen Bereichen viel zu bieten. Besonders der Mobilfunkmarkt wird offenbar tiefgreifend von dem revolutionären Material beeinflusst werden, wenn neue tragbare Technologien es zunehmend einsetzen. Auch die 5G-Technologie, vielleicht eines der derzeit ehrgeizigsten Kooperationsprojekte im Netzwerkbereich, wird von den unglaublichen Eigenschaften von Graphen profitieren müssen.

Bei so vielen großartigen Anwendungsbeispielen und noch viel verbleibender Zeit im Zeitplan des Graphene Flagship: Wer weiß, was diese engagierten Menschen noch alles verbessern werden?