Żyjemy w świecie postępowych technologii. W naszym życiu pojawiają się coraz nowsze wynalazki, które mają niezwykle szerokie zastosowanie. Dzięki temu jeden wybrany materiał może zostać użyty w wielu dziedzinach życia. Przykładem takiego właśnie nowoczesnego tworzywa jest grafen. Czym dokładnie jest i w jaki sposób może być użyty? To wszystko wyjaśnimy w niniejszym tekście.
Czym jest grafen?
Odpowiedź na to pytanie jest niezwykle istotna, by wiedzieć, jak duże znaczenie ma ten materiał dla przemysłu. Musimy więc uświadomić sobie, że jest to struktura składająca się z atomów węgla połączonych w sześciokąty. Takie skomasowane kształty przypominają wyglądem plaster miodu. Warto również dodać, że każdy kolejny element składający się na tę skomplikowaną całość ma grubość jednego atomu. Niezwykle interesujące jest to, że opis teoretyczny tego nowoczesnego materiału został stworzony już w 1947 roku. Dokonał tego kanadyjski fizyk – Philip Russell Wallace. 30 lat po stworzeniu tej koncepcji zaczęły pojawiać się komentarze dotyczące tego, że opisywany materiał można otrzymać w warunkach laboratoryjnych. Po 2004 roku zaczęto wprowadzać ten futurystyczny plan w życie. Za badania nad nim Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow otrzymali w 2010 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Najlepszą metodę jego otrzymywania opatentowali jednak polscy naukowcy. Dzięki temu można produkować go niewielkim kosztem na szeroką skalę. Jak można wykorzystać to w różnych gałęziach przemysłu?
Przemysł IT
Badania przeprowadzone przez inżynierów firmy IBM pokazują, że grafen z powodzeniem może zastąpić krzem używany do produkcji układów scalonych. Tranzystor stworzony przy pomocy tego budulca może osiągnąć częstotliwość nawet 100 GHz. Idąc o krok dalej, musimy wspomnieć o tym, że opisywany wynalazek może zrewolucjonizować produkcję smartfonów. Dzięki swojej przejrzystości i przewodnictwu może posłużyć do tworzenia zwijanych wyświetlaczy dotykowych. Posłuży także do produkowania folii strzegących je przed uszkodzeniami.
Automatyka przemysłowa
Trzeba pamiętać, że w dobie postępującej automatyzacji niezwykle istotne stają się energooszczędne maszyny. Dotyczy to zarówno tych, które znajdują się na halach produkcyjnych, jak i tych znajdujących się w samochodach elektrycznych. Dla każdej z nich ważne są akumulatory i baterie o bardzo wysokich pojemnościach. Takie właśnie będzie można wyprodukować dzięki niezwykłemu materiałowi o strukturze plastra miodu.
Energetyka solarna
W tym zakresie wynalazek pozwoli na stworzenie elektrod organicznych i ogniw fotowoltaicznych. To elementy niezbędne do produkcji energii odnawialnej. Tak samo istotne są zewnętrzne warstwy kolektorów słonecznych, które mogłyby być produkowane z materiału o wiele bardziej nowoczesnego i tańszego niż ten, który używany jest w chwili obecnej. Doprowadziłoby to do obniżki cen instalacji solarnych, co z kolei sprawiłoby, że byłyby one bardziej popularne w gospodarstwach domowych. W ten sposób produkowalibyśmy znacznie mniej ciepła i pozytywnie wpłynęlibyśmy na zmniejszenie efektu cieplarnianego.
Przemysł motoryzacyjny
Zwróćmy uwagę na to, że przeźroczysty materiał może w przyszłości posłużyć do produkcji szyb samochodowych. Takie innowacyjne szklane powierzchnie nagrzewałyby się znacznie szybciej niż tradycyjne, co wyeliminowałoby problem parowania. Nad takim zastosowaniem pracują już zespoły badawcze firmy Volkswagen. Z kolei polscy naukowcy chcieliby zastosować, objęty polskim patentem, wynalazek do produkcji paneli dotykowych dostosowanych do montażu w samochodach.
Medycyna
Chińscy naukowcy odkryli, że materiał zbudowany z atomów węgla ma właściwości antybakteryjne. Potwierdziły to różnorodne eksperymenty prowadzone w warunkach laboratoryjnych. Dzięki nim badawcze wpadli na pomysł, aby stworzyć innowacyjne opatrunki. Znacznie lepiej izolowałyby ranę od brudu i kolejnych drobnoustrojów. Nad takimi bandażami pracują również osoby związane z Wojskowym Instytutem Medycznym.
Opisane w artykule zastosowania grafenu to tylko część przykładów na to, jak można wykorzystać to technologiczne cudo. Uczeni z całego świata nieustannie wymyślają kolejne sposoby na to, jak można czerpać z niego korzyści dla dobra ludzkości. Najbliższe lata pokażą, jakie sektory gospodarki skorzystają z dobrodziejstw tego materiału przyszłości.