Az utóbbi években nagy figyelmet fordítottak a grafén szuperanyagára. De mi is az a grafén? Képzeljünk el egy olyan anyagot, amely 200-szor erősebb az acélnál, de 1000-szer könnyebb a papírnál.
2004-ben két Manchesteri Egyetemi tudós, Andrej Geim és Konsztantyin Novoselov, grafittal „játszott”. Igen, ugyanazzal, amit a ceruza hegyén találunk. Kíváncsiak voltak az anyagra, és tudni akarták, hogy eltávolítható-e egy rétegben. Így találtak egy szokatlan eszközt: a ragasztószalagot.
„[A ragasztószalagot] grafit vagy csillám fölé helyezed, majd lehúzod a felső réteget” – magyarázta Heim a BBC-nek. A grafitpelyhek lepattannak a ragasztószalagról. Ezután hajtsd félbe a ragasztószalagot, és ragaszd a felső lapra, majd válaszd szét őket. Ezt a folyamatot 10-20 alkalommal megismételd.
„A pelyhek minden alkalommal egyre vékonyabb és vékonyabb pelyhekre esnek szét. Végül nagyon vékony pelyhek maradnak a szalagon. Feloldod a szalagot, és minden feloldódik.”
Meglepő módon a szalagos módszer csodákra képes volt. Ez az érdekes kísérlet vezetett az egyrétegű grafénpelyhek felfedezéséhez.
2010-ben Heim és Novoselov fizikai Nobel-díjat kaptak a grafén felfedezéséért, amely egy hatszögletű rácsban elrendezett szénatomokból álló anyag, hasonlóan a csirkehálóhoz.
A grafén lenyűgöző mivoltának egyik fő oka a szerkezete. Az egyetlen réteg tiszta grafén szénatomokból álló rétegként jelenik meg, amelyek hatszögletű rácsszerkezetben helyezkednek el. Ez az atomi méretű méhsejtszerkezet adja a grafén lenyűgöző szilárdságát.
A grafén egyben elektromos szupersztár is. Szobahőmérsékleten jobban vezeti az áramot, mint bármely más anyag.
Emlékszel azokra a szénatomokra, amelyekről beszéltünk? Nos, mindegyiknek van egy plusz elektronja, amit π-elektronnak neveznek. Ez az elektron szabadon mozog, lehetővé téve számára, hogy kis ellenállással vezessen vezetést a grafén több rétegén keresztül.
A Massachusetts Institute of Technology (MIT) grafénnel kapcsolatos legújabb kutatása valami szinte varázslatosra bukkant: amikor két grafénréteget kissé (mindössze 1,1 fokkal) elforgatunk az illesztésüktől, a grafén szupravezetővé válik.
Ez azt jelenti, hogy ellenállás és hő nélkül képes vezetni az elektromosságot, izgalmas lehetőségeket nyitva meg a jövőbeli szupravezetés számára szobahőmérsékleten.
A grafén egyik legjobban várt alkalmazása az akkumulátorokban rejlik. Kiváló vezetőképességének köszönhetően olyan grafén akkumulátorokat tudunk előállítani, amelyek gyorsabban töltődnek és tovább tartanak, mint a modern lítium-ion akkumulátorok.
Néhány nagyvállalat, mint például a Samsung és a Huawei, már ezt az utat választotta, és célja, hogy ezeket az előrelépéseket bevezesse a mindennapi kütyükbe.
„2024-re arra számítunk, hogy a graféntermékek széles választéka lesz kapható” – mondta Andrea Ferrari, a Cambridge-i Grafénközpont igazgatója és a Graphene Flagship kutatója, amely a European Graphene által működtetett kezdeményezés. A vállalat 1 milliárd eurót fektet be közös projektekbe. A szövetség felgyorsítja a graféntechnológia fejlesztését.
A Flagship kutatópartnerei már olyan grafén akkumulátorokat fejlesztenek, amelyek 20%-kal nagyobb kapacitást és 15%-kal több energiát biztosítanak, mint a mai legjobb nagy energiájú akkumulátorok. Más csapatok olyan grafén alapú napelemeket hoztak létre, amelyek 20 százalékkal hatékonyabban alakítják át a napfényt elektromos árammá.
Bár vannak korai termékek, amelyek kiaknázták a grafénben rejlő lehetőségeket, mint például a Head sportfelszerelések, a java még csak most jön. Ahogy Ferrari megjegyezte: „Grafénről beszélünk, de valójában számos lehetőségről beszélünk, amelyeket tanulmányoznak. A dolgok a helyes irányba haladnak.”
Ezt a cikket mesterséges intelligencia technológiával frissítették, tényeket ellenőriztek, és a HowStuffWorks szerkesztői szerkesztették.
A sportfelszereléseket gyártó Head ezt a csodálatos anyagot használta. A Graphene XT teniszütőjük azt állítja, hogy azonos súly mellett 20%-kal könnyebb. Ez valóban forradalmi technológia!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Forrás: ${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\t
Közzététel ideje: 2023. november 21.