Bangladesh, de op een na grootste juteproducent ter wereld, verandert binnenkort misschien zijn bergen overgebleven jutestelen in een hoogtechnologische goudmijn. Onderzoekers hebben een manier gevonden om juteafval om te zetten in grafeen en geleidende inkt, materialen die het land momenteel jaarlijks miljoenen dollars kost om te importeren.
Van landbouwafval naar wondermateriaal
Jute is een natuurlijke vezel die wordt verbouwd in de rivierdelta's van Bangladesh. Nadat de lange, glanzende vezels zijn verwijderd voor het maken van touw, zakken en textiel, blijft de houtachtige kern van de plant, de zogenaamde jutestok, over. Boeren verbranden het meestal of laten het rotten. Een team van de Bangladesh University of Engineering and Technology (BUET) in Dhaka zag iets anders in dat afval: een goedkope bron van koolstof.
Ze ontwikkelden een proces om jutestok te verhitten in een omgeving met weinig zuurstof, een methode die pyrolyse heet. Dit zet de plantenmassa om in een koolstofrijke houtskool. Verdere chemische behandeling levert grafeen op, een materiaal van slechts één atoom dik dat sterker is dan staal en elektriciteit beter geleidt dan koper. Hetzelfde proces kan een geleidende inkt produceren die wordt gebruikt in gedrukte elektronica, sensoren en zonnecellen.
Waarom dit belangrijk is voor de economie van Bangladesh
Bangladesh importeert bijna al zijn grafeen en speciale inkten, en geeft daarbij buitenlandse valuta uit aan materialen die worden gebruikt in elektronica en geavanceerde productie. De jutesector van het land heeft het ondertussen al tientallen jaren moeilijk omdat synthetische vezels natuurlijke vezels hebben vervangen. Boeren hebben de waarde van hun oogst zien dalen.
Lokale onderzoekers schatten dat het gebruik van juteafval grafeen kan produceren voor een fractie van de huidige importprijs. Het team heeft in het laboratorium al kleine partijen inkt en grafeen gemaakt. Ze werken nu aan het opschalen van het proces naar industrieel niveau. Als dat lukt, kan Bangladesh een producent worden in plaats van een koper van deze hoogwaardige materialen.
Een oplossing voor boeren en fabrieken
Voor de miljoenen Bengalese boeren die jute verbouwen, biedt de ontdekking een nieuwe inkomstenbron. In plaats van jutestokken weg te gooien, kunnen ze die verkopen aan verwerkingsfabrieken. De onderzoekers zeggen dat de methode eenvoudig genoeg is om in landelijke gebieden te worden toegepast, wat banen creëert buiten de grote steden.
De overheid heeft het opgemerkt. Ambtenaren hebben gesproken over de financiering van een proeffabriek die juteafval op commerciële schaal in grafeen zou omzetten. De textiel- en elektronica-industrie van het land volgt het nauwlettend. Als het proces op grote schaal werkt, kan Bangladesh zijn importrekening verlagen en tegelijkertijd zijn traditionele jute-industrie een modern, winstgevend tweede leven geven.
Een stille revolutie in de materiaalkunde
Het BUET-team publiceerde hun bevindingen in een peer reviewed tijdschrift en toonde aan dat het grafeen uit juteafval van dezelfde kwaliteit is als materiaal gemaakt van grafiet. Ze lieten ook zien dat de geleidende inkt werkt in eenvoudige gedrukte circuits. De volgende stap is bewijzen dat het proces buiten het laboratorium winstgevend kan zijn.
Bangladesh produceert jaarlijks ongeveer 1,5 miljoen ton jutestokken. Het grootste deel daarvan gaat verloren. Het omzetten van dat landbouwresidu in grafeen zou niet alleen geld besparen op import, maar ook de vervuiling verminderen die wordt veroorzaakt door het verbranden van juteafval op de velden. Het onderzoek staat nog in de kinderschoenen, maar het wijst op een toekomst waarin een van de oudste gewassen van Bangladesh helpt bij het aandrijven van de nieuwste technologieën.
