Grafen - zastosowanie, właściwości

GrafenMateriał, który wkrótce zawładnie światem, może nawet wpłynąć na globalne zmiany klimatyczne. Jego struktura to atomy węgla przypominające plastry miodu, a przez unikalne właściwości interesują się nim wielkie korporacje. Wojna interesów trwa, a wygra ją ten, kto szybciej opracuje najefektywniejszy sposób pozyskania tego surowca. Nie brak w tym biznesie także wkładu rodaków, którzy przyczynili się do rozwoju światowej technologii.

Grafen - zastosowanie, właściwości

Grafen nie występuje naturalnie w przyrodzie. Można go pozyskać z grafitu, który zbudowany jest z warstw grafenowych. Za jego wynalazców uchodzą Andre Geim i Konstantin Novoselov z Rosji, za co przyznano im nagrodę Nobla z fizyki. Jak widać węgiel to znacznie więcej niż czarne bryły kopalne, to także grafen, grafit i diamenty. Ten składnik skrywa przed nami jeszcze wiele tajemnic i może zrewolucjonizować świat. Co ciekawe grafen jest prawie przezroczysty, a żeby go zobaczyć, trzeba umieścić go na płytce tlenku krzemu. Jest niczym innym, jak warstwą węgla o grubości atomu

Grafen można wykorzystać do rozmaitych rzeczy. Nasza lista to tylko kilka propozycji, które uznaliśmy za najważniejsze. Za sprawą tego unikalnego materiału powstaną:

Leki
Grafen świetnie sprawdzi się w terapii nowotworowej. Dowiedziono, że komórka rakowa otoczona warstwą grafenową umiera, przez jej eliminację ze środowiska. Kuracja grafenem ma być bardziej skuteczna niż radio i chemioterapia, które wyniszczają organizm. Poza tym z grafenu można stworzyć antyseptyczne opatrunki i dzięki nim lepiej diagnozować choroby. Nie ulega wątpliwości, że pomoże on także w podawaniu pacjentom leków.

Smartfony
Samsung i Lenovo korzystają z grafenu. Na jego podstawie wymyślono giętki telefon oraz telefon zaopatrzony w grafenową baterię o wysokiej wytrzymałości. Smartfon przyszłości będzie można naładować do pełna w przeciągu 15 minut. Zarówno zginalny telefon, jak i ultra efektywna bateria to rozwiązania praktyczne, które doczekały się już swoich prototypów. Wyobraźmy sobie smartfon owinięty wokół nadgarstka, z niezniszczalnym ekranem.

Filtry wody
Okazuje się, że filtry grafenowe mogą rozwiązać problem niedoboru wody na całym świecie. Należą one do filtrów wysokoefektywnych i są w stanie uzdatnić nawet bardzo zanieczyszczoną wodę. Do uzyskania wody pitnej z wody morskiej, wystarczy zaledwie jedno filtrowanie. Być może za życia uświadczymy grafenowych oczyszczalni, a filtry pomogą z problemem braku wody w krajach trzeciego świata.

Windy kosmiczne
By przybliżyć ludziom życie poza ziemią, statki kosmiczne są za drogie. NASA i SpaceX pracują nad windą kosmiczną, które obniży koszty takiej ekspedycji stukrotnie. Na razie na przeszkodzie ku stworzeniu widny stoi zbyt mało zaawansowana technologia, bo nie mamy dobrego materiału na linę wciągającą astronautów. Musi być ona przy tym tania i solidna. Do jej produkcji naukowcy planują wykorzystać grafen lub nanowłókna diamentowe.

Czujniki i mikrofony
Grafen ma korzystne dla nas cechy termiczne - kurczy się pod wpływem ciepła i rozszerza w zimnie. Ta anomalna plastyczność pozwala z niego stworzyć czujniki i mikrofony najwyższej wrażliwości. Czas pokaże, czy materiał zrewolucjonizuje także branże muzyczną, usprawniając swoimi walorami studia nagrań. Mikrofony nowej jakości posłużą także na koncertach i przemówieniach, a czujniki w każdej gałęzi przemysłu.

Superszybkie procesory
Nowa struktura o bardzo cienkiej grubości może stać się budulcem mikroskopijnych procesorów i układów scalonych. Dzięki niej, smartfony i komputery byłyby mniejsze i szybsze, a z pewnością wpłynęłoby to na rozwój informatyki. Materiałem do tworzenie procesorów może być także dwusiarczek molibdenu, znany jako molibdenit. Wadą grafenu, w kontekście komputeryzacji, jest to, że jest przewodnikiem, a nie półprzewodnikiem.

Akumulatory
Pisaliśmy co nieco o bateriach do telefonów. Okazuje się, że na tym zastosowania grafenu się nie kończą. Znakomicie sprawdzi się on przy tworzeniu powerbanków, samochodów elektrycznych i innych akumulatorów do AGD i RTV. Wszystko ma działać 10 razy dłużej. W przypadku aut, czas ładowania baterii został zredukowany o kilka godzin, co cieszy znacznie bardziej niż krótkie ładowanie telefonu. Grafenem jest już zainteresowana Tesla i Toyota.

Artykuły sportowe
W 2013 roku Novak Djokovic wygrał US Open za pomocą grafenowej rakiety do tenisa. Materiał uczynił rakietę lżejszą i bardziej efektywną, a z patentu skorzystała także Maria Szarapowa. Najlżejsza rakieta grafenowa waży tylko 255 gramów. Poza tym na rynku pojawiły się buty z grafenową podeszwą i hiper trwałe opony do roweru. Ciekawe, czy sporty motorowe zachwycą się grafenem, jak niegdyś włóknem węglowym.

Prezerwatywy
Bill Gates przeznaczył grant w wysokości 100 000$ na poczet opracowania prezerwatyw grafenowych. Kto by pomyślał, że materiał znajdzie zastosowanie także w antykoncepcji. Choć Gates nie wyprodukował prezerwatyw, są one już dostępne na rynku, a wkrótce zostaną rozpropagowane. Wszystko przez ich wysoką wytrzymałość i szczelność, jakiej nie da żaden inny materiał.

Grafen to odkrycie XXI wieku, jest elastyczny i 200 razy mocniejszy od stali. Nie ulega wątpliwości, że to wielki potencjał, choć nie ma szans na rozwój w Polsce. Firma Nano Carbon, która miała się zajmować produkcją grafenu, wyprzedała swoje maszyny warte miliony złotych. Jak mówi sama firma, nie chyli się ona ku upadkowi, a jedynie ograniczyła produkcję materiału do indywidualnych zamówień. Jan Strupiński, który nazywany jest ojcem chrzestnym polskiego grafenu twierdzi, że to powolny koniec działalności Nano Carbon, choć to przecież Polacy opantentowali znakomity sposób na jego pozyskanie. Pewne jest natomiast, że inne kraje pracują dużo ciężej nad wdrożeniem technologii w życie. Wiele wskazuje na to, będzie ona bardziej powszechna dla każdego i przyniesie nam wiele pożytku.

Komentarze