En els darrers anys, s'ha prestat molta atenció al supermaterial grafè. Però què és el grafè? Doncs bé, imagineu-vos una substància 200 vegades més forta que l'acer, però 1000 vegades més lleugera que el paper.
El 2004, dos científics de la Universitat de Manchester, Andrei Geim i Konstantin Novoselov, van "jugar" amb grafit. Sí, el mateix que es troba a la punta d'un llapis. Tenien curiositat pel material i volien saber si es podia treure en una sola capa. Així que van trobar una eina inusual: cinta adhesiva.
«Es col·loca [la cinta] sobre grafit o mica i després es retira la capa superior», va explicar Heim a la BBC. Els flocs de grafit surten volant de la cinta. Després es doblega la cinta per la meitat i s'enganxa a la làmina superior, i després es tornen a separar. Després es repeteix aquest procés 10 o 20 vegades.
«Cada vegada, les escates es descomponen en escates cada cop més primes. Al final, queden escates molt primes a la cinta. Dissoles la cinta i tot es dissol.»
Sorprenentment, el mètode de la cinta va fer meravelles. Aquest interessant experiment va conduir al descobriment de flocs de grafè d'una sola capa.
El 2010, Heim i Novoselov van rebre el Premi Nobel de Física pel descobriment del grafè, un material compost per àtoms de carboni disposats en una xarxa hexagonal, similar a la malla de galliner.
Una de les principals raons per les quals el grafè és tan sorprenent és la seva estructura. Una sola capa de grafè immaculat apareix com una capa d'àtoms de carboni disposats en una estructura de xarxa hexagonal. Aquesta estructura de bresca a escala atòmica dóna al grafè la seva impressionant força.
El grafè també és una superestrella elèctrica. A temperatura ambient, condueix l'electricitat millor que qualsevol altre material.
Recordeu aquells àtoms de carboni dels quals vam parlar? Doncs bé, cadascun té un electró addicional anomenat electró pi. Aquest electró es mou lliurement, cosa que li permet conduir a través de múltiples capes de grafè amb poca resistència.
Una investigació recent sobre el grafè a l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) ha descobert una cosa gairebé màgica: quan gireu lleugerament (només 1,1 graus) dues capes de grafè fora d'alineació, el grafè es converteix en un superconductor.
Això significa que pot conduir l'electricitat sense resistència ni calor, obrint possibilitats emocionants per a la superconductivitat futura a temperatura ambient.
Una de les aplicacions més esperades del grafè és en les bateries. Gràcies a la seva conductivitat superior, podem produir bateries de grafè que es carreguen més ràpidament i duren més que les bateries modernes de ions de liti.
Algunes grans empreses com Samsung i Huawei ja han emprès aquest camí, amb l'objectiu d'introduir aquests avenços en els nostres dispositius quotidians.
«Esperem que el 2024 hi hagi una gamma de productes de grafè al mercat», va dir Andrea Ferrari, director del Cambridge Graphene Center i investigador del Graphene Flagship, una iniciativa dirigida per European Graphene. L'empresa està invertint 1.000 milions d'euros en projectes conjunts. L'aliança accelera el desenvolupament de la tecnologia del grafè.
Els socis de recerca de Flagship ja estan creant bateries de grafè que proporcionen un 20% més de capacitat i un 15% més d'energia que les millors bateries d'alta energia actuals. Altres equips han creat cèl·lules solars basades en grafè que són un 20% més eficients a l'hora de convertir la llum solar en electricitat.
Tot i que hi ha alguns productes inicials que han aprofitat el potencial del grafè, com ara l'equipament esportiu Head, el millor encara està per arribar. Com va assenyalar Ferrari: "Parlem de grafè, però en realitat estem parlant d'un gran nombre d'opcions que s'estan estudiant. Les coses van en la direcció correcta".
Aquest article ha estat actualitzat mitjançant tecnologia d'intel·ligència artificial, verificat i editat pels editors de HowStuffWorks.
El fabricant d'equipament esportiu Head ha utilitzat aquest material increïble. La seva raqueta de tennis Graphene XT afirma ser un 20% més lleugera amb el mateix pes. Es tracta d'una tecnologia realment revolucionària!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Utilitza: ${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&t.byline_date_html&&(e+=” | “),t.byline_date_html&&(e+=t.byline_date_html);var i=t.body_html.replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); return e+=`\n\t\t\t\t
Data de publicació: 21 de novembre de 2023