گرافن موتور انقلاب علم و صنعت در قرن 21

دانشمندان می گویند در صورتی که ماده گرافن به تولید انبوه برسد، انقلاب دیگری در علم و صنعت ایجاد خواهد کرد .تحولی که عرصه های آن از تولید باتری و ریزتراشه های کامپیوتری تا روش های درمان سرطان را متحول و نوین می سازد.

ماده اصلی نوک مداد و ساختن ورقه های بسیار نازکی از آن در حد یک اتم به دست می آید.کشف گرافن در سال 2010 برای کاشفان آن - کنستانتین نووسلوف و آندره گایم - جایزه نوبل فیزیک را به ارمغان آورد.

دانشمندان این ماده نسبتاً جدید را که گرافن نام دارد، ماده شگفت انگیز قرن بیست و یکم می نامند. اما هنوز راهی برای تولید انبوه این ماده پیدا نشده است.یک دانشمند ایرلندی می گوید ممکن است راه این کار را پیدا کرده باشد.گرافیت نام دیگری برای کربن خالص یا همان نوک مداد است. اما وقتی لایه های گرافیت را از یکدیگر جدا می کنند و به صورت ورقه هایی به ضخامت یک اتم دربیاورند، ماده جدیدی به نام «گرافن» با خواص و ویژگی ها و عملکردی کاملاً متفاوت بوجود می آید . در این سطح، اتم هایی با فرمول گسترده هندسی کاملاً مشخص، این ورقه را از فولاد هم محکمتر می کند و از آن بهترین رسانای گرما و الکتریسیته را می سازد.

از لحاط تئوری، گرافن می تواند روش تولید باتری، ریزتراشه های کامپیوتری و صفحه های انعطاف پذیر، و روش درمان سرطان را کاملاً عوض کند.

کارشناسان صنایع می گویند جداکردن و ساختن ورقه های بسیار نازک گرافن در مقیاس انبوه چالشی بزرگ است، اما جاناتان کولمن از مرکز علمی مواد در کالج ترینیتی در دوبلین ایرلند می گوید با ریختن گرافیت همراه با آب و نوعی صابون در مخلوط کن های معمولی آشپزخانه می توان این کار را به سادگی انجام داد. تیغه مخلوط کن که با سرعت می چرخد لایه ها را از هم جدا می کند و این لایه ها به دیواره مخلوط کن می چسبد.

کولمن می گوید به این ترتیب می توان گرافیت را از گرافن جدا کرد، و آنچه که به دست می آورد مایعی به رنگ سیاه است – که ترکیبی است از گرافن با آبی که صابون محلول در آن است. به گرفته پژوهشگر ارشد پروژه گرافن، با تکمیل پروسه و تولید انبوه این ماده، در شیوه تولید بسیاری از چیزها از پلاستیک مقاوم تا جریان های الکترونیکی شاهد تحولی شگرف خواهیم بود: «قابلیت رسانایی بالای گرافن کاربردهای بسیاری خواهد داشت.»

دانشمندان می گویند این ماده شگفت انگیز در تأسیسات تصفیه آب و پاکسازی آب دریاها از نفت هم به کار گرفته خواهد شد. تولید انبوه گرافن ممکن است تا پیش از پایان سال جاری تحقق یابد.

**چرا گرافن مورد توجه دانشمندان کنونی است؟

شاید یکی از مهمترین علت هایی که گرافن را به ماده محبوب دانشمندان عرصه کنونی تبدیل کرده این است که این ماده تک اتمی همانند الماس در برابر تغییر مکان اتمها در صفحه مقاوم است و حرکت الکترون ها در آن حدود هزار بار بیشتر از حرکت الکترون در بهترین فلز در دمای اتاق است.

دانشمندان امیدوارند گرافین با اندازه های بزرگ تری بسازنند. البته گرافن با ابعاد فعلی هم برای اهدافی که صنعتگران دنبال آن هستند، مناسب است. خواص الکترونی و نوری گرافن بسیار منحصر به فرد است که آن را کاملامتمایز از سایر مواد شناخته شده فعلی می کند. بنابراین برای محققان بسیار خوب است که به مطالعه خواص فیزیکی و شیمیایی آن بپردازند. علاوه براین ساخت آن آسان است و پس از ساخت اولین نمونه آن، فعالیت و ساخت آن در بیشتر کشورها میسر شد و بشدت نمونه های آن برای مطالعه در دسترس فیزیکدانان و مهندسان قرار گرفت.

علاوه براین گرافن روکش بسیار نازکی است که برای چشم های انسان نامرئی است، اما قادر است مقاومت مس در ‏برابر خوردگی را بیش از 100برابر افزایش دهد. از این ماده در صنایع مختلف از جمله به عنوان روکشی برای خودروها به منظور جلوگیری از زنگ زدگی استفاده می شود. با تولید انبوه این ماده می توان از آن در دهها صنعت بهره برد.

نقل از ایرنا

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات