Województwo mazowieckie

Grafen - przyszłościowe cudeńko
ikonka - drukuj drukuj
  • ikonka 24 lipiec-30 wrzesień 2015
ilustracja

Grafen - znany od początków XX wieku, a od niedawna wyizolowany w postaci czystego płatka, ma mieć bardzo szerokie zastosowanie. Zastosowanie w różnych dziedzinach naszego życia. Niewielu zdaje sobie sprawę do czego i jak bardzo może być nam potrzebny.

   O grafenie dużo już zostało napisane. A to dlatego, że jest to dość stary a zarazem bardzo młody twór, który właściwie na nowo został odkryty w XXI wieku, a dokładniej w 2004 roku przez dwóch panów z University of Manchester. Panów Andrea Geima oraz Konstantina Novoseolova, którzy zresztą za swoje rewolucyjne odkrycie zostali uhonorowani przez Królewską Szwedzką Akademię Nauk, Nagrodą Nobla.

Cóż to jest ten grafen?

   Generalnie jest to bardzo cieniutka warstwa węgla, a dokładniej płaska struktura powstała na skutek połączenia się atomów węgla. Jest tak cienka, że aż przezroczysta. Wyglądem przypomina plaster miodu gdyż jak on ma kształt sześciokąta. Szacuje się, że grafen jest sto razy mocniejszy, a zarazem sześciokrotnie lżejszy od stali. Ponadto trzynastokrotnie elastyczniejszy i dziesięciokrotnie wytrzymalszy na rozciąganie.

Jakie może być jego zastosowanie?

   Można stwierdzić krótko, grafen zastosowanie ma wszechstronne. W elektryce, elektronice, ciepłownictwie, motoryzacji, medycynie, biologii, tak można wymieniać w nieskończoność. Generalnie na każdej płaszczyźnie i w każdym przemyśle, toteż jest tak bardzo pożądanym materiałem. Weźmy kilka przykładów, gdzie mógłby być wykorzystywany.

   Korzystacie ze smartfonów czy tabletów, prawda? No właśnie. A ostatnimi czasy bardzo popularne marki to LG czy Samsung? I właśnie te marki po raz pierwszy prawdopodobnie użyją grafenu w swoich technicznych cudeńkach. Chodzi tu o wyświetlacze w urządzeniach mobilnych tych marek. Jak wspomniałem wcześniej - grafen to bardzo cienka i przezroczysta warstwa węgla. Toteż koreańscy naukowcy proponują zastosować ten materiał w dotykowych wyświetlaczach w naszych tak popularnych gadżetach. Dlaczego? Po prostu. Materiał twardszy, wytrzymalszy, bardziej rozciągliwy. Zdecydowanie mocniejszy od dotychczas stosowanych. Mało tego naukowcy chcą pójść jeszcze dalej w tej dziedzinie, jak i całej elektronice. Do tej pory wszystkie procesory, układy scalone były produkowane na bazie krzemu. Obecnie trwają prace nad zamianą krzemu na grafen. Co to da? Bardzo dużo. Szacuje się, że procesor stworzony na bazie grafenu będzie pięćset razy szybszy od dotychczasowych, a także będzie miał lepsze chłodzenie. Generalnie będzie o wiele, wiele wydajniejszy. Wyobrażacie sobie komputer pięćset razy szybszy od tego, który  posiadacie w domu? Totalny kosmos!

Inne zastosowania

   Jak potwierdzają badania nad tym pozyskanym materiałem, grafen jest świetnym przewodnikiem prądu elektrycznego. Przewodzi go trzydzieści razy szybciej niż miedź. Pamiętam jeszcze te czasy, kiedy to z kabli elektrycznych z żyłą aluminiową przechodziło się na te z żyłą miedzianą. Dzisiaj możemy być świadkami kolejnej zmiany - kabli miedzianych na kable grafenowe. Łączenia na kablach miedzianych dają zawsze jakieś tam straty. Tak samo jest w telekomunikacji. Im więcej łączeń, tym większa tłumienność. Przy zastosowaniu grafenu straty są praktycznie znikome. Ponadto grafen ma dodatkowe właściwości. Za jakiś czas do produkcji wejdą opakowania do przechowywania żywności produkowane właśnie z grafenu. Będą sterylne i przeciwbakteryjne, a ich właściwości będą podobne do lodówki. Ze względu na swoją lekkość i rozciągliwość grafen przymierzany jest do produkcji samolotów, jak również do budowy karoserii samochodowych. I jeszcze jedna ciekawostka. Grafen można łączyć z innymi materiałami, jak kauczuk czy plastik. Stwarza to możliwość użycia go do produkcji  różnego rodzaju i praktycznie niezniszczalnych uszczelek, które czasami tak nam utrudniają życie. No i oczywiście ma już swoje zastosowanie w ogniwach fotowoltaicznych.

A jak to jest z medycyną?

   Od jakiegoś czasu da się słyszeć o zastosowaniu grafenu w medycynie. Do czegóż to miałby być stosowany? Na przykład do tworzenia implantów. Trwałych, praktycznie wiecznych implantów kości lub też chrząstek wszczepianych do ludzkiego organizmu. Naukowcy z dziedziny medycyny planują w niedalekiej przyszłości stworzyć implanty neurologiczne, które to mogłyby być wszczepiane do mózgów pacjentów chorujących na Parkinsona czy epilepsję. Może mniej górnolotnie, ale grafen można wykorzystać również do produkcji plastrów opatrunkowych, a pod takim plastrem rana goić się będzie szybciej. Polska cegiełka grafenowa

   W 2011 roku polscy naukowcy z warszawskiego Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych pod kierownictwem dr Włodzimierza Strupińskiego wynaleźli nową metodę wytwarzania grafenu, którą zresztą opatentowali. Metoda ta polega na wytworzeniu tego materiału z węglika krzemu. Dzięki tej technologii możliwe jest tworzenie bardzo dużych arkuszy grafenu, co nikomu na świecie do tej pory jeszcze się nie udało. Lub też oficjalnie się do tego nie przyznają. Ponadto Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych jako jeden z 74 uczestników z 17 państw brał udział w konkursie ogłoszonym przez Komisję Europejską dotyczącym badań nad grafenem.

   Generalnie prace nad wykorzystaniem grafenu do różnych celów są na bardzo zaawansowanym etapie. Dziesiątki krajów na świecie prowadzi różnorakie badania na tym materiale. Największym problemem są koszty. Zarówno badań jak i produktów stworzonych na bazie grafenu. Bo właściwie grafen to tylko składnik, z którego można stworzyć niebywałe cuda technologiczne. Szacuje się, że za niecałe 10 lat będzie podstawowym materiałem przy produkcji m.in. komputerów. Jedyne co może niepokoić to ogromne zainteresowanie armii tym materiałem. Wojsko już posiada drony wykonane na bazie grafenu, a strach pomyśleć do czego jeszcze mogą ten materiał wykorzystać. A przecież wiadomo, że mają swoje laboratoria, w których prowadzą niezależne badania. A nad czym? Tego możemy się jedynie domyślać popuszczając przy tym wodze fantazji.

   Wszystko to co powyżej opisałem to tylko kropla w morzu możliwości grafenu. Jego zastosowanie jest o wiele, wiele szersze. A swoją drogą, fajnie byłoby mieć taki płaszcz wykonany z grafenu, który latem by chłodził, a zimą grzał. A jego właściwości pozyskiwania energii słonecznej sprawiłyby, że w nocy służyłby jako płaszcz odblaskowy, a w dzień jako ładowarka telefoniczna. Czy doczekamy takich czasów? Być może wcześniej, niż nam się wydaje.

Tomek Olszański

t.orzelowski@mazowszanie.eu 20-7-2015

Źródła: https://pl.wikipedia.org/wiki/Grafen

http://technologie.newsweek.pl

http://gadzetomania.pl

grafika: https://pixabay.com/

Komunikat

Brak komentarzy dla tego wpisu

Fotogaleria

Strona używa cookie

Zamknij

Original text