Grafenul – materialul care va schimba lumea

Tocmai când părea că avântul tehnologic s-a mai potolit, iar cercetătorii nu prea mai au ce noutăți să descopere, o nouă surpriză vine din lumea descoperirilor științifice. Este vorba despre un nou material, care datorită proprietăților sale unice, promite că va revoluționa tehnologia actuală, și va schimba viața planetei și viața noastră, în general.

Noul material, denumit grafen aerogel, a fost fabricat de cercetatorii de la Universitatea Zhejiang din provincia chineza Hangzhou.

Acest material are o structura spongioasa, a fost confectionat din carbon uscat congelat in combinatie cu oxid de grafen si este, la ora actuala, cel mai usor material solid din lume. Avand o greutate de doar 0,16 miligrame pe centimetru cub, aerogelul de grafen are o densitate de doar doua ori mai mare decat aceea a hidrogenului – cel mai simplu dintre elementele chimice – si este mai putin dens decat heliul.

Descoperit din intamplare de doi cercetatori rusi care faceau diverse experimente, la Universitatea Manchester, cu materialul din care este confectionata banda adeziva, grafenul este considerat un “material minune”, care are potentialul de a schimba viitorul.

Descoperirea grafenului le-a adus profesorilor rusi Andre Geim si Konstantin Novoselov premiul Nobel pentru fizica pe anul 2010. Cei doi savanti au fost ulterior innobilati de regina Elizabeth a II-a a Marii Britanii, conform MEDIAFAX.

In starea lui cea mai pura, grafenul este un cristal bidimensional de atomi de carbon, aranjati in forma fagurilor de miere. Din acest motiv, este cel mai subtire material realizat vreodata de om. Este nevoie de trei milioane de placi de grafen, puse una peste alta, pentru a obtine o foaie de grafen cu grosimea de un milimetru.

Structura lui unica il face sa fie foarte usor si puternic, iar o foaie de grafen de un metru patrat cantareste doar 0,77 miligrame, care este insa suficient de puternica pentru a suporta greutatea de 4 kilograme a unei pisici adulte.

Grafenul aerogel fabricat de cercetatorii de la Universitatea Zhejiang este atât de ușor încât poate fi așezat pe o floare fără a-i strivi petalele.

O foaie de grafen de grosimea unei folii alimentare din plastic poate sa sustina greutatea unui elefant.

In ciuda rezistentei sale deosebite, grafenul este, totodata, deosebit de flexibil si poate fi indoit pana la unghiuri de 20% fara sa sufere nicio stricaciune, fiind in acelasi timp un material aproape transparent. Este si un conductor foarte bun de electricitate – mult mai bun decat cuprul – si este cel mai bun conductor de caldura de pe planeta.

De asemenea, el se numără printre materialele care au cea mai mare capacitate de absorbție a uleiului. Dacă în general, materialele de acest gen pot absorbi solvenți organici care cântăresc de 10 ori mai mult decât propria lor greutate, carbon aerogel poate absorbi astfel de solvanți care au o greutate de 900 de ori mai mare decât  a sa.

Grafenul a demonstrat deja în câteva rânduri că este un „material minune” ce are potențialul de a schimba viitorul.

In prezent, grafenul este obtinut la temperaturi foarte ridicate de 1000°C, folosind depunerea chimica de vapori, sistem complex si cu un randament relativ scazut. Cercetatorii de la Universitatea Northern din Illinois au gasit insa o metoda mai usoara, mai rapida si mai ecologica: arderea magneziului in gheata carbonica.

Cipuri mai rapide


Primul circuit integrat cu un tranzistor de grafen. O nouă doua descoperire priveste o posibila aplicare a grafenului. Datorita proprietatillor sale conductive, producatorii de cipuri lucreaza la crearea procesoarelor bazate pe grafen. IBM a creat inca de anul trecut un tranzistor de baza din grafen, iar in aceasta luna, compania a anuntat ca cercetarile au avansat, reusind sa-l integreze intr-un circuit cunoscut ca mixer de frecvente de banda larga, o componenta de baza a televizoarelor, telefoanelor mobile si radiourilor.

IBM considera cercetarea sa in domeniu ca fiind un prim pas important in viitorul dispozitivelor wireless. Rezultatele sunt impresionante. Echipa explica faptul ca circuitul poate opera la frecvente inalte de pana la 10 GHz (10 miliarde de cilcuri pe secunda) si la o temperature de pana la 127°C.

O mare supriza

Rezultatele cercetarilor IBM i-au suprins pe multi, chiar si pe cei doi care l-au descoperit: profesorul olandez Andre Geim si colaboratorul sau Konstantin Novoselov, ambii de origine rusa. Dr. Novoselov spune ca circuitul integrat este un pas logic catre aplicatiile grafenului in viata de zi cu zi, insa a fost o mare supriza ca cineva a reusit sa o faca atat de repede. O serie de prototipuri bazate pe grafen au fost dezoltate peste tot in lume si se pare ca posibilitatile sunt aproape nesfarsite.

Samsung promite primul telefon care “simte”

Mogulii electronicelor prospecteaza capacitatile grafenului, ravnind la componente electronice mai mici, mai rapide, stabile din punct de vedere termic si mai puternice. Coreeni de la Samsung au investit foarte mult in cercetarile cu grafen, iar finlandezii de la Nokia si-au anuntat intentia de a forma o echipa pentru studierea oportunitatilor aduse de grafen, echipa din care vor face parte si cei doi care l-au descoperit. Samsung promite insa sa fie prima companie care va scoate pe piata un telefon mobil cu ecran din grafen.

Profesorul Andrea Ferrari de la Unversitatea din Cambridge ne explica ca un astfel de telefon va fi capabil sa simta daca il atingi, va intui mediul inconjurator si nu va trebui sa apesi pe un buton pentru a-l porni sau opri, deoarece va recunoaste automat daca il folosesti sau nu. In plus, in afara de GPS, in materialele folosite va putea fi integrat un sensor de monitorizare a batailor inimii.

Grafenul s-a dovedit a fi un succes si pentru biologi, materialul fiind candidatul ideal pentru microscopia electronica de transmisie (grafenul este cel mai transparent, puternic si conductiv material de pe Pamant).

Grafenul ar putea de asemenea sa ajute in comunicarea avioanelor cu pilotii. Oamenii de stiinta explica ca proprietatile electrice ale grafenului se schimba in functie de tensiunea la care este supus (cand sunt vanturi puternice de exemplu). Astfel, carcasa va putea simti daca avionul este supus unui stres si va oferi informatii direct in carlinga, fara sa mai fie nevoie de senzori aditionali.

loading...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *