گرافن به عنوان سبک‌ترین و سخت‌ترین ماده‌ی رسانای جهان شناخته شده است. این ماده پایه‌ی اصلی بسیاری از پژوهش‌ها و نوآوریهای کنونی است و هرروز کاربرد تازهای برای آن پیدا می‌شود. ولی تا کنون تولید انبوه و کم هزینه‌ی آن شدنی نبوده است.
با پژوهش‌های تازهای در دانشگاه ایالتی کانزاس شاید سرانجام راهی برای تولید انبوه و کم هزینه گرافن بدست آمده باشد.
تولید انبوه ماده‌ی معجزه‌گر
گرافن که به عنوان ماده‌ی دوبعدی معجزه‌گر شناخته می‌شود کاربردهای فراوانی دارد. گرافن در واقع لایه‌ای به ضخامت تنها یک اتم از گرافیت است که از عنصر کربن بدست می‌آید.
ویژه‌گیهای یگانه‌ی گرافن به خاطر ساختار ویژه‌ی زنجیره‌ی اتمهای کربن آن است.
در این ساختار، کربن‌ها بسیار به هم چسبیده و فشرده بصورت یک هشت ضلعی دوبعدی در کنار هم قرار گرفته‌اند این هشت ضلعی به نام حلقه‌ی بنزین شناخته می‌شود.
پیشتر تصور می‌شد که تولید گرافن بسیار پر هزینه است. ولی اکنون گمان می‌رود که فیزیکدانان دانشگاه ایالتی کانزاس به راهی برای تولید انبوه و کم هزینه‌ی آن دست یافته باشند.
روش این دانشمندان برای تولید گرافن سه مرحله‌ای است و از سه چیز ساده بهره می‌برد:
در این روش که رهبر گروه پژوهشی Chris Sorensen آن را ثبت(patent ) کرده است، مواد حاوی کربن در فضای بسته منفجر می‌شود.
در واقع گاز استیلن یا اتیلن به محفظه‌ای که با بهره از جرقه‌ی شمع موتور در آن انفجار صورت می‌گیرد، هدایت می‌شود. و با این انفجار، گرافن شکل می‌گیرد.
این روشی آسان و کم هزینه است که می‌توان به سادگی از آن در کاربردهای صنعتی بهره برد.
به گفته Sorensen: ایشان به روش ماندگاری برای تولید گرافن رسیده‌اند. روش تولید آنها ویژگیهای خوب بسیاری دارد برای نمونه هم اقتصادی است و هم گازهای آسیب زننده (به محیط) در آن وجود ندارد. بهترین ویژگی این روش این است که انرژی مصرفی برای گرافن با این روش از روش های دیگر بسیار کمتر است. در این روش همه چیز با یک جرقه با شمع انجام می‌شود.
افزون بر این با این روش می‌توان تولید انبوه کرد مقیاس تولید به وارون روش‌های دیگر که میلی‌گرم است در این روش، گرم می‌باشد.
این روش بطور اتفاقی هنگامی که پژوهش‌گران سرگرم کار بر روی carbon soot aerosol gels بوده‌اند بدست آمده است.
کاربردهای گسترده گرافن
چنان که گفته شد ساختار یگانه‌ی کربن در گرافن آنرا به ماده‌ای جادویی با ویژگیهای فوق‌العاده‌ای تبدیل می‌کند.
- همچنانکه سخت ترین ماده جهان است فوق‌العاده انعطاف‌پذیر نیز هست.
- همچنین ابررسانا بوده و الکتریسیته را پرشتاب تر از همه‌ی ماده‌هایی که تا کنون شناخته شده است از خود گذر می‌دهد.
- رسانای بسیار خوبی برای گرما نیز هست چیزی در حدود ۱۰ برابر مس!
- همچنین ماده‌ای با سازگاری بالا با بافت زنده است
- و ۲.۳ درصد از نور سفید را جذب می‌کند
- و بالاتر از همه اینکه گرافن بطور غیر قابل باوری با دوام است.
به خاطر همه‌ی این ویژگیها گرافن به پژوهش‌های بسیاری راه پیدا کرده است و جستجو برای کاربردهای دیگر آن نیز ادامه دارد.
الکترونیک، کالاهای مصرفی، پزشکی و بیومکانیک و... جاهایی است که گرافن به آن راه یافته است.
برای نمونه برچسبی از گرافن به طور چشمگیری عمر باتری گوشی هوشمند را افزایش می‌دهد.
پارچه‌های گرافنی آینده لوازم پوشیدنی را شکل می‌دهند
همچنین صفحه نمایش های خم پذیر نیز از کاربردهای گرافن است.
در پزشکی از گرافن در ساخت
- و الاستومتر گرافنی که در اندام مصنوعی و رباتهای پزشکی
بهره برده می‌شود.
این فهرست از کاربردها هر روز در حال بلندتر شدن است و این روش کم هزینه برای تولید گرافن دسترسی ما به این کالا‌ها و خدمات را بزودی شدنی می‌کند.
درباره رسانایی گرافن در اینجا بخوانید
فیلم آموزشی گرافن را از اینجا ببینید
شاید این را نیز بپسندید:
پارچه‌ای ۵ برابر محکم‌تر از فولاد
لینک منبع خبر: