fot: ARC
Za badania grafenu rosyjscy uczeni Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow otrzymali w roku 2010 Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki
fot: ARC
Minęło zaledwie osiem lat od chwili odkrycia tej zadziwiającej postaci węgla, jaką jest grafen. I nieustannie rośnie liczba odkrywanych możliwości zastosowania grafenu oraz wiedza o jego niewiarygodnym potencjale…
Dla porządku przypomnę, że grafen to najcieńszy (uzyskiwany jako jednoatomowa warstwa), a zarazem najbardziej wytrzymały materiał znany ludzkości. Jest doskonałym przewodnikiem, w którym prędkość przepływu elektronów wynosi 1/300 prędkości światła, ale po poddaniu go manipulacji chemicznej może zamienić swoje właściwości na izolacyjne.
Polska ma
znaczący udział w badaniach nad grafenem, które prowadzi Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME), mamy też wielki sukces dr. inż. Włodzimierza Strupińskiego, który odkrył i opracował oryginalną metodę jego produkcji w postaci największych do tej pory płytek grafenowych. Polska ma więc szansę na aktywne uczestnictwo w prawdziwym skoku cywilizacyjnym i udział w profitach z komercyjnego zastosowania grafenu. Wyścig właśnie ruszył i bierze w nim udział prawie cały świat.
Amerykanie przewidują, że w roku 2015 rynek wyrobów z dodatkiem grafenu osiągnie wartość 67 mln USD, a do roku 2020 zwiększy się 10-krotnie! Jeden kilogram polskiego grafenu kosztuje ok. 50 tys. USD (170 tys. zł), co warto porównać z ceną pierwszego wyprodukowanego centymetra kwadratowego grafenu, który kosztował 100 mln USD, a później już "tylko" 100 tys. USD.
Jest to jednak produkt wyjściowy, dla którego znaleźć trzeba optymalne zastosowania komercyjne. Elektronika, przemysł komputerowy i telekomunikacja są siłą rzeczy pierwszym obszarem zastosowań grafenu, o którego potencjale świadczy zapowiedź przyspieszenia pracy komputerów i internetu aż 100 razy!
Grafen zasługuje
na taką nazwę, choć jesteśmy na początku przekuwania jego walorów w projekty komercyjne od wspomnianej już elektroniki i przemysłu komputerowego, telekomunikacji, nanotechnologii, przemysłów maszynowych (w tym lotniczego i kosmicznego), aż po medycynę.
W tej ostatniej dziedzinie każdy z nas jest fachowcem, więc bez trudu doceni zalety materiału, który nie przepuszcza gazów ani wirusów, co daje mu właściwości bakteriobójcze, i to tak skuteczne, że zabija na przykład bakterie Escherichia coli.
Projektowane jest stosowanie grafenu w bioobrazowaniu i podawaniu leków oraz produkcji materiałów opatrunkowych, które będą nie tylko tamowały krew, ale także oczyszczały ją. W Chinach testowano bakteriobójczą siłę płatków papieru pokrytego tlenkiem grafenu: po 120 minutach w inkubatorze prawie 99 proc. bakterii zginęło! Ta bakteriobójcza moc grafenu może zrewolucjonizować też przemysł opakowań produktów spożywczych i wszystkiego, gdzie ważna jest czystość bakteriologiczna.
Z grafenowych kompozytów produkowane będą szyby samochodowe, ale też zwykłe - a raczej niezwykłe - dachówki, odporne na gradobicie, a na dodatek będące równocześnie panelami solarnym. Czy znamy jakiś materiał o tak ogromnej różnorodności zastosowań: od półprzewodników (szybkie układy scalone i pamięci o "wiecznej" trwałości), przez ekrany dotykowe, ogniwa słoneczne nowej generacji (o wydajności większej o 50 proc.), po superkondensatory do samochodów elektrycznych, a także detektory gazów i nie całkiem na koniec materiały kompozytowe, w tym tworzywa sztuczne, przewodzące ciepło i prąd elektryczny?
