De siste årene har det blitt viet mye oppmerksomhet til supermaterialet grafen. Men hva er grafen? Tenk deg et stoff som er 200 ganger sterkere enn stål, men 1000 ganger lettere enn papir.
I 2004 «lekte» to forskere fra Universitetet i Manchester, Andrei Geim og Konstantin Novoselov, med grafitt. Ja, det samme du finner på tuppen av en blyant. De var nysgjerrige på materialet og ville vite om det kunne fjernes i ett lag. Så fant de et uvanlig verktøy: gaffateip.
«Du legger [tapen] over grafitt eller glimmer og fjerner deretter det øverste laget», forklarte Heim til BBC. Grafittflak flyr av tapen. Brett deretter tapen i to og lim den til det øverste arket, og skill dem deretter fra hverandre igjen. Deretter gjentar du denne prosessen 10 eller 20 ganger.
«Hver gang brytes flakene ned i tynnere og tynnere flak. Til slutt blir det igjen veldig tynne flak på beltet. Du løser opp tapen, og alt løser seg opp.»
Overraskende nok gjorde tapemetoden underverker. Dette interessante eksperimentet førte til oppdagelsen av ettlags grafenflak.
I 2010 mottok Heim og Novoselov Nobelprisen i fysikk for oppdagelsen av grafen, et materiale som består av karbonatomer arrangert i et sekskantet gitter, likt hønsenetting.
En av hovedgrunnene til at grafen er så fantastisk, er strukturen dens. Et enkelt lag med uberørt grafen fremstår som et lag med karbonatomer arrangert i en sekskantet gitterstruktur. Denne atomskala bikakestrukturen gir grafen sin imponerende styrke.
Grafen er også en elektrisk superstjerne. Ved romtemperatur leder det strøm bedre enn noe annet materiale.
Husker du karbonatomene vi snakket om? Vel, de har hvert et ekstra elektron kalt et pi-elektron. Dette elektronet beveger seg fritt, slik at det kan lede ledning gjennom flere lag med grafen med liten motstand.
Nyere forskning på grafen ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har oppdaget noe nesten magisk: når du roterer to lag med grafen litt (bare 1,1 grader) ut av stilling, blir grafenet en superleder.
Dette betyr at den kan lede strøm uten motstand eller varme, noe som åpner for spennende muligheter for fremtidig superledning ved romtemperatur.
En av de mest etterlengtede bruksområdene for grafen er i batterier. Takket være dens overlegne ledningsevne kan vi produsere grafenbatterier som lader raskere og varer lenger enn moderne litiumionbatterier.
Noen store selskaper som Samsung og Huawei har allerede gått denne veien, med sikte på å introdusere disse fremskrittene i våre hverdagsdingser.
«Innen 2024 forventer vi at en rekke grafenprodukter vil være på markedet», sa Andrea Ferrari, direktør for Cambridge Graphene Center og forsker ved Graphene Flagship, et initiativ drevet av European Graphene. Selskapet investerer 1 milliard euro i felles prosjekter. Alliansen akselererer utviklingen av grafenteknologi.
Flaggskipets forskningspartnere lager allerede grafenbatterier som gir 20 % mer kapasitet og 15 % mer energi enn dagens beste høyenergibatterier. Andre team har laget grafenbaserte solceller som er 20 prosent mer effektive til å konvertere sollys til elektrisitet.
Selv om det finnes noen tidlige produkter som har utnyttet potensialet til grafen, som for eksempel Head sportsutstyr, har det beste ennå ikke kommet. Som Ferrari bemerket: «Vi snakker om grafen, men i virkeligheten snakker vi om et stort antall alternativer som studeres. Ting beveger seg i riktig retning.»
Denne artikkelen har blitt oppdatert ved hjelp av kunstig intelligens-teknologi, faktasjekket og redigert av HowStuffWorks-redaktører.
Sportsutstyrsprodusenten Head har brukt dette fantastiske materialet. Deres Graphene XT-tennisracket hevder å være 20 % lettere med samme vekt. Dette er virkelig revolusjonerende teknologi!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Forfatter: ${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
Publisert: 21. november 2023