De fysicus die Telenet aan de lijn kreeg

©Wouter Van Vooren

Hij ontdekte dat internet via glasvezel nog duizenden keren sneller kan. Waarop Telenet aan de lijn hing. Ben Van Duppen is expert in grafeen, een supersterk, vederlicht en goed geleidend wondermateriaal. Maar ook eentje dat zich na de hype nu écht moet bewijzen.

De liftdeuren blokkeren op de tweede verdieping van de Antwerpse Groenenborgercampus, waar de Condensed Matter Theoryonderzoeksgroep van de UAntwerpen huist. Geen goed begin voor een gesprek over materiaal van de toekomst. Onderzoeker Ben Van Duppen (30) kent het euvel en trekt de lift via een kier hardhandig open.

Uit een kast in zijn kantoor diept hij een maquette op van de structuur van grafeen, het wondermateriaal waaraan hij als theoretisch fysicus zijn dagen spendeert. Al zijn dat tegenwoordig halve dagen: sinds 2018 is Van Duppen ook districtsschepen voor de PVDA in Borgerhout.

Passage  in kaart brengen

Behalve zijn werk rond grafeen werkt Ben Van Duppen samen met het onderzoekscentrum Imec aan een project om passage in het straatbeeld op een privacyvriendelijke manier in kaart te brengen. De beweging van passanten ligt niet veraf van de beweging van elektroden op een atomaire koolstoflaag. ‘We zoeken vooral hoe je de passage in kaart kan brengen zonder extra camera’s. Wat is er al? Telecomoperatoren hebben geanonimiseerde data, je kan radartjes opstellen die zonder tracking toch mensen tellen.’

 

Van Duppen zat nog in het middelbaar toen grafeen in 2004 ontdekt werd. Het vertrekpunt was grafiet, dat onder meer in het binnenste van een potlood zit. ‘Grafeen is wat je krijgt als je plakband op grafiet zou plakken en er dan weer aftrekt. Het is een enkelvoudig laagje van koolstofatomen in een honingraatstructuur’, zegt Van Duppen.

Waarna hij uitlegt hoe elektronen zich in een specifieke ‘choreografie’ over die atomaire laag bewegen: met een constante snelheid en niet afgeremd door onzuiverheden. Het is complex, maar zijn uitleg is helder. Van Duppen won in 2017 met recht en reden de Vlaamse PhD Cup, een prijs voor wetenschapscommunicatie.

Doosjes poeder

De beschrijving verklaart deels waarom grafeen het predikaat wondermateriaal verdient. De structuur maakt het materiaal supersterk, het enkelvoudig laagje houdt het toch vederlicht en de circulerende elektronen leiden warmte en elektriciteit vlot af.

‘Supersterk, superlicht, superdun en het geleidt bijzonder goed, zo vat ik grafeen meestal samen voor scholieren in het middelbaar.’ Omdat we nog altijd geen goed beeld hebben van hoe grafeen eruit ziet, opent Van Duppen de site graphene-supermarket.com. Foto’s van doosjes poeder met benamingen als ‘grafeenoxide’ staan mooi naast prijzen die in de honderden dollars lopen.

Je kan met grafeen duizend richtingen uit, maar veel wegen eindigen dus ook op het kerkhof.
Ben Van Duppen
onderzoeksgroep Condensed Matter Theory, UAntwerpen

Van Duppen onderzoekt de interactie tussen grafeen en licht. Het leverde hem in december 2017 baanbrekende inzichten op. Hij achterhaalde, met de hulp van collega’s uit Manchester, dat de inzet van grafeen het internet via glasvezel duizenden keren sneller kan maken.

Flikkeren

Lasersignalen geven elkaar door glasvezelkabels bits en bytes met informatie door. Ze doen dat door te ‘flikkeren’. Door de lasersignalen op grafeen te richten, verhoogt de flikkersnelheid gevoelig. ‘De dag na de publicatie van het onderzoek hing Telenet aan de lijn. Maar iets wat theoretisch mogelijk is, vergt praktisch nog veel meer werk.’

Van Duppens onderzoek werd wel een klein deeltje van het Graphene Flagship, het grootste wetenschappelijk onderzoeksinitiatief van de Europese Unie. Tussen 2013 en 2023 pompt ze 1 miljard euro in de ontwikkeling van toepassingen met grafeen.

Het wondermateriaal mag dan toegejuicht worden, na de initiële hype overheerst nu de vraag hoe grafeen ons leven zal veranderen. Van Duppen wuift de scepsis weg. ‘Het materiaal is pas in 2004 ontdekt. Het gaat allemaal juist heel snel.’

Ambities

Grafeen dook al op in een project op Kreta om het rendement van zonnepanelen te verhogen. Fabrikanten van tennisrackets verstevigen er de frames mee. Maar in het komende decennium liggen de ambities met grafeen veel verder. Batterijproducenten kijken naar het materiaal voor betere prestaties van lithium-ionbatterijen, die in smartphones en elektrische auto’s zitten.

Van Duppen won in 2017 de Vlaamse PhD Cup

Het kan worden gebruikt bij de ontwikkeling van het supersnelle mobiel internet 5G. Grafeen blijkt zelfs geschikt om vliegtuigonderdelen ijsvrij te houden. Al erkent Van Duppen dat tal van die initiatieven kunnen crashen. ‘Je kan er duizend richtingen mee uit, maar veel wegen eindigen dus ook op het kerkhof.’

Dat lijkt geen werk voor iemand die ongeduldig in het leven staat en snel resultaat wil boeken, merken we op. ‘Dat klopt. Ik maak dat ook altijd duidelijk als ik over mijn onderzoek communiceer’, beaamt Van Duppen. ‘Alleen als je bewust niet naar oplossingen op korte termijn zoekt, kan je op lange termijn ook echt disruptief zijn.’

Staat dat niet haaks op zijn politieke werk als districtsschepen, waar de korte termijn en de waan van de dag overheersen? ‘Ik probeer net aan politiek te doen met wetenschap als basis. Beslissingen van de overheid stoelen nog te veel op intuïtie.’

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud