Grafen – materijal budućnosti koji mijenja svijet

Grafen, dvodimenzionalna ugljenikova struktura debljine jednog atoma, postao je sinonim za inovaciju i revoluciju u svijetu materijala. Istovremeno i najtanji i najjači, gotovo providan, a toliko gust da ni najmanji atomi gasa ne mogu da prođu kroz njega, grafen je postao predmet istraživanja mnogih fizičara širom svijeta. Dva fizičara rođena u Rusiji, Konstantin Novoselov i Andre Geim, osvojili su Nobelovu nagradu za fiziku 2010. godine za svoj rad sa grafenom.

Prema istraživanjima, grafen je oko 200 puta jači od konstrukcijskog čelika, što ga čini najjačim materijalom ikada pronađenim. Profesor Džejms Houn sa Univerziteta Kolumbija izjavio je da bi „morali bismo balansirati slona na olovci da bi probili list grafena debljine najlona“. Grafen je neobično čvrst, ali istovremeno elastičan. Šest puta je lakši od čelika, ima pet do šest puta manju gustinu i trinaest puta je savitljiviji.

Ove karakteristike grafena imaju veliki potencijal da utiču na različite industrije, posebno na avio industriju. Fleksibilnost grafena otvara vrata za novi i radikalan dizajn vozila. Osim toga, grafen se može reciklirati, što ga čini relativno lakim i jeftinim za proizvodnju.

Stavljanjem grafena na različite materijale, može se postići kombinovanje svojstava tih materijala. Eksperimenti sprovedeni na MIT-u pokazali su da grafen može poprimiti karakteristike provodnika svjetlosti i elektriciteta.

Grafen može proizvesti struju kada ga pogodi svjetlost, bez potrebe za ikakvim dodatnim izvorima energije. Elektroni molekula grafena su dovoljno energizirani da počnu da se kreću, dok sam ugljenik ostaje hladan. Ovo svojstvo grafena omogućava proizvodnju i provođenje struje u najobičnijim uslovima, poput sobe koje je osvijetljena sunčevom svjetlosti.

Pored impresivnih osobina koje već posjeduje, grafen ima još nekoliko aduta u rukavu. Na primjer, može povećati efikasnost desalinizacije za 100 ili čak 1000 puta. Desalinizacija je važan proces u svijetu gdje veliki dio vode nije za piće zbog velike količine soli. Grafen može filtrirati vodu tako da propušta samo vodu, a zadržava soli, bez potrebe za visokim pritiskom kao što je slučaj sa trenutnim metodama desalinizacije.

Nedavna studija naučnika sa Instituta za hemijsko i tehnološko istraživanje i Evha ženskog univerziteta u Južnoj Koreji, otkrila je da grafen ima potencijal za povećanje efikasnosti vještačke fotosinteze. U kombinaciji sa enzimom porfirin, grafen je pokazao izuzetne rezultate u apsorpciji svjetlosti kroz cijeli spektar sunčeve svjetlosti, što ga čini idealnim kandidatom za vještačke fotokatalizatore i solarne ćelije.

Uz sve navedeno, istraživači sa Univerziteta Mančester otkrili su da grafen može sam popraviti svoje rupe kada se izloži gomili slobodnih atoma ugljenika. Ovo svojstvo moglo bi promijeniti način na koji se održava i koristi ovaj materijal u budućnosti.

Grafen je definitivno materijal budućnosti koji mijenja svijet na mnogo načina. Iako još uvijek nije u potpunosti iskorišten, otkrića i istraživanja provedena do sada ukazuju na veliki potencijal ovog materijala u različitim oblastima, od avio industrije do iskorištavanja solarne energije. S obzirom na sve njegove karakteristike i mogućnosti, grafen se čini kao materijal koji će promijeniti svijet kakav poznajemo.