Son yıllarda süper malzeme grafene büyük ilgi gösteriliyor. Peki grafen nedir? Şöyle düşünün: Çelikten 200 kat daha güçlü, ancak kağıttan 1000 kat daha hafif bir madde.
2004 yılında, Manchester Üniversitesi'nden iki bilim insanı, Andrei Geim ve Konstantin Novoselov, grafit ile "oynadılar". Evet, kalem ucunda bulunan maddeyle aynı. Malzemeyi merak ediyorlardı ve tek katman halinde çıkarılıp çıkarılamayacağını öğrenmek istiyorlardı. Bu yüzden alışılmadık bir araç buldular: koli bandı.
Heim, BBC'ye yaptığı açıklamada, "[Bandı] grafit veya mika üzerine yerleştiriyorsunuz ve ardından üst katmanı soyuyorsunuz," dedi. Grafit parçacıkları banttan uçuşuyor. Daha sonra bandı ikiye katlayıp üst tabakaya yapıştırıyorsunuz, ardından tekrar ayırıyorsunuz. Sonra bu işlemi 10 veya 20 kez tekrarlıyorsunuz.
“Her seferinde pullar daha ince ve daha ince parçalara ayrılıyor. Sonunda bant üzerinde çok ince pullar kalıyor. Bandı çözüyorsunuz ve her şey çözülüyor.”
Şaşırtıcı bir şekilde, bant yöntemi harikalar yarattı. Bu ilginç deney, tek katmanlı grafen pullarının keşfine yol açtı.
2010 yılında Heim ve Novoselov, tavuk teline benzer şekilde altıgen bir kafeste düzenlenmiş karbon atomlarından oluşan bir malzeme olan grafeni keşfettikleri için Nobel Fizik Ödülü'nü aldılar.
Grafenin bu kadar şaşırtıcı olmasının başlıca nedenlerinden biri yapısıdır. Saf grafenin tek bir katmanı, altıgen kafes yapısında düzenlenmiş bir karbon atomu katmanı olarak görünür. Bu atom ölçekli petek yapısı, grafene etkileyici gücünü kazandırır.
Grafen aynı zamanda elektrik alanında da süper bir malzemedir. Oda sıcaklığında, diğer tüm malzemelerden daha iyi elektrik iletir.
Bahsettiğimiz karbon atomlarını hatırlıyor musunuz? Her birinde pi elektronu adı verilen fazladan bir elektron bulunur. Bu elektron serbestçe hareket eder ve bu sayede grafenin birden fazla katmanında düşük dirençle iletimi sağlar.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) yapılan son araştırmalar, neredeyse sihirli bir şey keşfetti: İki grafen katmanını hafifçe (sadece 1,1 derece) hizadan çıkardığınızda, grafen süperiletken hale geliyor.
Bu, direnç veya ısı olmaksızın elektrik iletebileceği anlamına gelir ve oda sıcaklığında gelecekte süperiletkenlik için heyecan verici olanaklar sunar.
Grafenin en çok beklenen uygulamalarından biri de pillerdir. Üstün iletkenliği sayesinde, modern lityum iyon pillerden daha hızlı şarj olan ve daha uzun ömürlü grafen piller üretebiliriz.
Samsung ve Huawei gibi bazı büyük şirketler bu yolu çoktan izleyerek bu gelişmeleri günlük kullandığımız cihazlara entegre etmeyi hedefliyorlar.
Cambridge Grafen Merkezi direktörü ve Avrupa Grafen tarafından yürütülen bir girişim olan Grafen Amiral Gemisi araştırmacısı Andrea Ferrari, "2024 yılına kadar piyasada çeşitli grafen ürünlerinin olmasını bekliyoruz" dedi. Şirket, ortak projelere 1 milyar euro yatırım yapıyor. Bu ittifak, grafen teknolojisinin gelişimini hızlandırıyor.
Flagship'in araştırma ortakları, günümüzün en iyi yüksek enerjili pillerine kıyasla %20 daha fazla kapasite ve %15 daha fazla enerji sağlayan grafen piller üretiyor. Diğer ekipler ise güneş ışığını elektriğe dönüştürmede %20 daha verimli grafen tabanlı güneş pilleri geliştirdi.
Head spor ekipmanları gibi grafenin potansiyelinden yararlanan bazı erken dönem ürünler olsa da, en iyisi henüz gelmedi. Ferrari'nin belirttiği gibi: "Grafenden bahsediyoruz, ancak gerçekte incelenmekte olan çok sayıda seçenekten bahsediyoruz. İşler doğru yönde ilerliyor."
Bu makale, HowStuffWorks editörleri tarafından yapay zeka teknolojisi kullanılarak güncellenmiş, gerçekliği kontrol edilmiş ve düzenlenmiştir.
Spor ekipmanı üreticisi Head, bu muhteşem malzemeyi kullandı. Graphene XT tenis raketinin aynı ağırlıkta %20 daha hafif olduğu iddia ediliyor. Bu gerçekten devrim niteliğinde bir teknoloji!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Yazar: ${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
Yayın tarihi: 21 Kasım 2023