Grafen – niezwykły materiał przyszłości

Grafen to jeden z najtwardszych i najcieńszych, znanych nam materiałów. Jest formą węgla, która przewodzi prąd i ciepło lepiej, niż jakakolwiek inna substancja. Jest też elastyczny. Tworzy go pojedyncza warstwa atomów. Może dać początek elastycznym komputerom kwantowym, komputerom współpracującym z komórkami ciała, a także - elektronicznej odzieży.

Odkryto go 10 lat temu, ale jego kariera zaczęła się w 2010 r., kiedy, za eksperymentowanie z nim, dwóch fizyków z Uniwersytetu w Manchesterze otrzymało Nagrodę Nobla. Niedawno naukowcy opracowali komercyjne metody produkcji grafenu. American Chemical Society stwierdza, że jest on 200 razy mocniejszy od stali i tak cienki, że jedna jego uncja wystarczy na pokrycie 28 boisk piłkarskich. Chińscy naukowcy otrzymali grafen w postaci aerożelu o ciężarze właściwym 7 razy mniejszym od powietrza.

„Grafen jest jednym z niewielu materiałów w świecie, który jest jednocześnie przezroczysty, elastyczny i przewodzi prąd” - mówi dr Aravind Vijayaraghavan, zajmujący się nanomateriałami na Uniwersytecie w Manchesterze.

Co zatem można by zrobić z grafenu? Fizycy i naukowcy mówią, że już niedługo będziemy wytwarzać urządzenia elektroniczne, cieńsze, szybsze i tańsze, niż budowane na bazie krzemu, a dodatkowo - przezroczyste i elastyczne. Kolejna możliwość to baterie długo trzymające energię, które można zanurzać w wodzie.

W 2011 r. naukowcy z Northwestern University zbudowali akumulator, łącząc grafen z krzemem. Trzyma on energię ponad tydzień i ładuje się w 15 minut. American Chemical Society twierdzi, że badania nad grafenem doprowadzą do stworzenia ekranu dotykowego i telefonu komórkowego, które będą cienkie, jak kartka papieru. Można je będzie złożyć i schować do kieszeni. Vijayaraghavan buduje zestaw czujników z grafenu, w tym czujniki gazu, światła i biosensory znacznie mniejsze od tych, które znamy dziś.

W czym tkwi tajemnica szybkiego rozwoju urządzeń na bazie grafenu? Jest tani. Wszystko, co produkuje dziś przemysł elektroniczny, może być najprawdopodobniej wykonane z grafenu - lepiej, taniej i w mniejszym rozmiarze. Inną fascynującą cechą tego materiału jest to, że, w odróżnieniu od innych substancji przewodzących prąd, zanurzony w wodzie - nie utleniania się.

Badacze dostrzegają ogromne możliwości wykorzystania grafenu w urządzeniach nowej generacji, ale istnieją całe gałęzie przemysłu, które budują sprzęt elektroniczny przy użyciu tradycyjnych chipów i tranzystorów krzemowych. Mogą one opóźniać przejście na ich nowe odpowiedniki. Jeśli tak będzie, grafen może być wykorzystywany w innych branżach, zanim stanie się częścią elektroniki.

W zeszłym roku, fundacja Billa i Melindy Gates sponsorowała stworzenie prezerwatywy z grafenu: cienkiej, lekkiej i nieprzepuszczalnej. Producenci rozważają możliwość budowy samochodów z karoserią z grafenu, która nie tylko chroniłaby przed zgnieceniem wskutek kolizji, ale działałaby też jak panel słoneczny, ładując akumulator. Myśli się też o budowie samolotów z grafenu. Jeśli to jeszcze wam nie wystarczy, to informujemy, że międzynarodowy zespół naukowców pracuje na MIT nad komputerami kwantowymi, które w przyszłości opanują rynek informatyki.

Na podst. Bend it, charge it, dunk it: Graphene, the material of tomorrow, Nick Bilton, The New York Times

Sieci społecznościowe

Tagi