100 ciekawostek o grafenie

Grafen, według naukowej definicji, jest płaską strukturą złożoną z atomów węgla, które łączą się w sześciokąty. Jego charakterystyczny kształt z wyglądu przypomina plaster miodu i jest on strukturą dwuwymiarową, gdyż ma jednoatomową grubość. Grafen szturmem zajął miejsce jednego z najbardziej przyszłościowych materiałów XXI wieku i obecnie przeprowadzanych jest wiele eksperymentów, które wprowadzają grafen, do wielu dziedzin przemysłu.

1. Istnienie grafenu, było przez wiele lat mocno kwestionowane i istniał on jedynie w teoriach. Był niczym mityczna Atlantyda, która powinna istnieć, ale nie było na to dowodów.

2. Teoretyczny opis grafenu powstał już w 2 lata po zakończeniu II wojny światowej. Wtedy to w pracy Philipa Russela Wallace’a, naukowiec przedstawił teorię istnienia dwuwymiarowego materiału.

3. Co ciekawe, w roku 1947 wyszło także wiele opracowań naukowych, które jednoznacznie stwierdzały, że materiały dwuwymiarowe, takie jak grafen, nie mogą istnieć w przyrodzie.

4. Przełom odnośnie istnienia grafenu nastał w latach 80tych, kiedy to w prasie naukowej zaczęło pojawiać się sporo artykułów, w których sugerowano, że grafen można wytworzyć.

5. Rewolucja nastąpiła w roku 2004, kiedy to dwie niezależne od siebie grupy naukowców z Georgii i Manchesteru, wytworzyły grafen, udowadniając, że ma on unikalne właściwości, przewidziane wcześniej.

6. Od 2004 prace nad uzyskaniem coraz lepszego grafenu zaczęły bardzo mocno przyspieszać.

7. Grafen, jest świetnym przewodnikiem ciepła oraz elektryczności.

8. Grafen, posiada stosunkowo wysoką ruchliwość elektronów w temperaturze pokojowej.

9. Jedną z niebywałych właściwości grafenu, jest jego odporność na rozciąganie.

10. Prędkość przepływu elektronów, która wynosi w grafenie 1/300 prędkości światła sprawia, że grafen jest świetnym materiałem do badań i eksperymentów w fizyce kwantowej.

11. Membrana stworzona z utlenionego grafenu nie przepuszcza żadnych gazów, nawet atomów helu i jest jednocześnie całkowicie przenikalna dla wody.

12. Grafit, który wszyscy doskonale znamy, zbudowany jest z wielu warstw grafenowych.

13. Wygląd grafenu przywodzi na myśl plaster miodu.

14. Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow z Uniwersytetu w Manchesterze, otrzymali w 2019 roku nagrodę nobla w dziedzinie fizyki za badania nad grafenem.

15. Wszelkie badania pokazują, że grafen z powodzeniem może w wielu zastosowaniach zastąpić krzem.

16. Grafen świetnie sprawdza się w produkcji elastycznych i zwijanych wyświetlaczy dotykowych.

17. W roku 2008 cena grafenu wynosiła $100, 000, 000/cm2 i był on jednym z droższych materiałów na świecie.

18. Zaledwie rok później, jego cena wynosiła średnio $100/cm2, ponieważ produkcja grafenu stała się powszechna.

19. Rok 2011 był dla polskich naukowców rokiem przełomowym, ponieważ opatentowali oni metodę na produkcję grafenu o wysokiej jakości.

20. Powstało już coś takiego, jak 3DGrafen. Jest to wielowarstwowa struktura przestrzenna, która posiada właściwości grafenu.

21. Grafen, jest obecnie najcieńszym, najmocniejszym i najlżejszym materiałem odkrytym przez człowieka.

22. Według badań grafen można rozciągnąć nawet do 20%!

23. Grafen jest dwieście razy wytrzymalszy od stali.

24. Doskonała przewodność grafenu sprawia, że w przyszłości najprawdopodobniej zastąpi on krzem w procesorach.

25. Spekuluje się już również nad wykorzystaniem grafenu w akumulatorach i bateriach.

26. Grafen może być wykorzystany do produkcji ultracienkiej powłoki ochronnej i grzewczej na szybach.

27. W przyszłości fluorografen zastąpi tak popularny dzisiaj teflon, ponieważ jest od niego znacznie wytrzymalszy.

28. Uniwersytet w Manchesterze rozpoczął już pracę nad ultracienkimi i superwytrzymałymi prezerwatywami z grafenu.

29. Grafen niezwykle łatwo wchodzi w interakcje z innymi metalami, jednocześnie zmieniając przy tym swoje właściwości.

30. Wytrzymałość grafenu jest tak duża, że jeśli na rozciągniętą płachtę wykonaną z grafenu, położyłoby się samochód osobowy, którego ciężar spoczywałby na zaostrzonym ołówku, to płachta nadal byłaby cała.

31. Grafen pochłania zaledwie 2, 3% światła.

32. Bateria do smartfona wykonana z pomocą grafenu, będzie ładowała się zaledwie 5 sekund!

33. Według naukowców obecnie żyjemy w epoce krzemu, ponieważ wszystkie najbardziej zaawansowane technologicznie urządzenia, działają w oparciu o ten pierwiastek. Następną epoką, będzie epoka grafenu.

34. Polski zespół naukowców, którzy opracowali metodę otrzymywania grafenu o bardzo wysokiej jakości pracuje pod przewodnictwem dr. inż. Włodzimierza Strupińskiego z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych.

35. Wynalazek polaków został zabezpieczony patentem.

36. Tkaniny na bazie grafenu, mogą skutecznie walczyć z komarami.

37. Ze względu na swoje niezwykłe właściwości, grafen idealnie nadaje się na materiał do produkcji kamizelek kuloodpornych.

38. Odpowiednio zmodyfikowana tkanina z grafenu, która będzie w stanie zatrzymywać pociski, spowoduje produkcję kuloodpornych ubrań.

39. Grafenowa żarówka, jest tak energooszczędna, że może obniżyć rachunki nawet o 90 procent!

40. Obecnie trwają badania nad białym grafenem, który będzie znacznie lepiej ochładzał urządzenia elektryczne.

41. Najnowsze badania pokazują, że grafen przewodzi elektryczność o 10 razy szybciej niż sądziliśmy dotychczas.

42. Grafen jest formą węgla alotroporowego.

43. Grafen uzyskuje się dzięki metodom mikro-mechanicznym.

44. Niewielkie pochłanianie światłą (2, 3%) sprawia, że warstwa o grubości jednego atomu, jest praktycznie przezroczysta.

45. Baterie słoneczne stworzone na bazie grafenu będą o wiele bardziej wydajne.

46. W przyszłości możliwa będzie budowa nowoczesnych sieci energetycznych opartych na technologii grafenu.

47. Telefony, które w roku 2019 wypuścił Huawei i Samsung, mają elastyczne ekrany, dzięki zastosowaniu w nich grafenu.

48. Grafen może być wyprodukowany w formie arkuszy, tlenku grafenu oraz płatków, dzięki czemu może on znaleźć bardzo szerokie zastosowanie w biomedycynie.

49. Naukowcy prowadzą obecnie badania nad użyciem grafenu, jako potencjalnego środka przeciwbakteryjnego.

50. Grafen świetnie będzie sprawdzał się także, jako materiał do budowy medycznych biosensorów.

51. Grafen znajdzie także szerokie zastosowanie w inżynierii tkankowej.

52. Grafen, w sektorze elektrycznym, z powodzeniem zastępuje tlenek cyny.

53. Produkcja miniaturowych elementów elektrycznych, oraz optoelektronicznych, dzięki grafemowi zdecydowanie przyspiesza i rozwija się.

54. Grafen posiada dwa rodzaje krawędzi. Są to krawędzie krzesełkowe oraz zygzakowate. Różnią się one swoimi właściwościami, a także reaktywnością.

55. Jeśli chciałoby się pokryć wszystkie ekrany dotykowe na świecie cienką warstwą grafenu, to potrzebne byłoby około 20 kilogramów owego surowca.

56. Grafen posiada niezwykle małą oporność, dzięki czemu materiał ten się nie rozgrzewa.

57. Właściwości antybakteryjne grafenu sprawiają, że dzięki jego specyficznej strukturze, błony komórkowe bakterii (nawet E. coli), są skutecznie niszczone.

58. Grafen jest niezwykle podatny na wszelkie modyfikacje chemiczne, dzięki czemu do jego powierzchni można doczepić każdą popularną grupę organiczną.

59. Filtry zbudowane na bazie tlenku grafenu, będą w stanie niezwykle dokładnie filtrować wodę. Dzięki temu możliwe będzie stosunkowo proste filtrowanie wody słonej, na wodę zdatną do picia.

60. Elektrony poruszają się w grafenie tak, jakby nie miały masy.

61. Tranzystory oparte o grafen, osiągają znacznie lepsze wyniki i wszystko wskazuje na to, że grafen będzie wykorzystywany w wielu urządzeniach elektronicznych.

62. Fascynacja grafenem jest obecna także w popkulturze. Jako przykład można podać pancerz bohatera gry Crysis (2008), który jest niebywale wytrzymały i posiada wszystkie właściwości grafenu. Pancerz ten nazywany jest w grze nanosuit.

63. Charakterystyczny splot w kształcie plastra miodu widoczny jest też bardzo często w grach firmy Blizzard. Jest to oczywiste nawiązanie do grafenu, który jest przecież materiałem przyszłości. Przykładem może być choćby Overwatch, StarCraft, czy Heroes of the Storm.

64. Grafen, ze względu na swoją lekkość i elastyczność może być z powodzeniem używany do wzmacniania wszelakich konstrukcji. Zarówno tych w mikro, jak i w makro skali. Dzięki grafenowi, wszystko stanie się bardziej wytrzymałe.

65. Co ciekawe, zastosowanie grafenu, może być niezwykle korzystne nawet w takiej dziedzinie, jak sport. Jakiś czas temu na rynek zostały wprowadzone, ultralekkie i superwytrzymałe rakiety tenisowe z grafenu. Pierwszym tenisistą, który zaczął używać rakiety wyprodukowanej w tej technologii, jest Novak Djokovic.

66. Grafen jest niebywale odporny na wszelkie odkształcenia. Dzięki ten niezwykłej właściwości znajduje on zastosowanie w wielu formach przemysłu. Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości większość ekranów dotykowych i innych elektronicznych części, będzie produkowana z grafenu.

67. Ekrany dotykowe, które produkowane są z grafenu, są tańsze i bardziej ekologiczne, niż te produkowane za pomocą irydu, ponieważ zawierają w sobie powszechnie występujący węgiel. Dla przykładu iryd, na którym opiera się obecna technologia produkcji ekranów dotykowych, jest pierwiastkiem, który bardzo rzadko występuje na Ziemi. Zaledwie jeden atom na milion, to iryd.

68. Potencjał energetyczny grafenu pozwoli na produkcję samochodów elektrycznych, których baterie będą ładowane w zaledwie kilka minut, a ich zasięg znacznie wzrośnie. Przyszłość motoryzacji opartej o samochody elektryczne, opiera się tak naprawdę właśnie na niezwykłych właściwościach grafenu.

69. Samochód elektryczny, który wyprodukowany zostanie z pomocą technologii opartej o grafen, będzie miał bardzo pojemną i szybko ładującą się baterię. Będzie także ultra lekki i wytrzymały oraz część swojej energii będzie pobierał ze słońca, dzięki zastosowaniu niezwykle efektywnych grafenowych paneli fotowoltaicznych. Dzięki grefenowej technologii, szyby w takim samochodzie nie będą ani zaparowane, ani oszronione, ponieważ grafen doskonale przewodzi ciepło. Takie auto przyszłości będzie oparte głównie o grafen, dlatego jest on obecnie tak bardzo pożądany.

70. Grafen, jest niezwykle biokompatybilny, ze względu na to, że jest to forma węgla, z którego zbudowane są wszystkie żywe organizmy. Wszelkie badania wskazują na to, że grafen może doskonale posłużyć w transhumanizmie, czyli łączeniu ludzkiego ciała z cybernetycznymi wszczepami.

71. Pewni naukowcy skonstruowali już urządzenie w oparciu o grafen, które z powodzeniem może imitować działanie ludzkiej siatkówki oka. Dzięki temu odkryciu w przyszłości możliwe będzie przywrócenie wzroku osobom u których poprawnie funkcjonuje nerw wzrokowy. Grafen stwarza niesamowite możliwości w optyce.

72. Grafen można tak zmodyfikować, żeby przypominał dowolny receptor, czy nawet błonę komórkową. Wszystko wskazuje na to, że transplantologia przyszłości będzie oparta o grafenową technologię.

73. Dzięki modyfikacjom grafenu, które będą przypominały dowolny receptor czy błonę komórkową, możliwe będą badania, które wyeliminują wykorzystywanie do tych celów zwierząt.

74. Naukowcy spekulują, że w niedalekiej przyszłości możliwe będzie skonstruowanie nanorobota, który będzie sekwencjonował, a nawet naprawiał nasze DNA. Nanorobot oczywiście będzie oparty na grafenowej technologii.

75. Przez pewien czas (2008 rok) grafen był najdroższą substancją na ziemi.

76. Obecnie jest wiele metod na otrzymywanie grafenu, a polska metoda należy do jednej z najbardziej wartościowych, ponieważ otrzymuje się w niej grafen o bardzo wysokiej jakości.
Metoda polska oparta jest na modyfikacji depozycji z fazy gazowej.

77. Metod na otrzymywanie grafenu jest obecnie sporo, ale najpopularniejsze z nich to eksofilacja, odparowanie krzemu z węgliku krzemu, czy składanie atom po atomie.

78. Dotychczas niewiadomo, czy biokompatybilność grafenu nie okaże się jedną z jego wad, ponieważ badania pokazują, że płaty grafenu przenikają bez problemu przez błony komórkowe i odkładają się w komórkach. Nie jest jeszcze wiadome, czy nie niesie to za sobą jakiś przykrych konsekwencji.

79. Grafen rozszerza się po ochłodzeniu i kurczy się po ogrzaniu.

80. Niezwykła plastyczność grafenu pozwala na produkcje niezwykle czułych mikrofonów oraz czujników.

81. Wiele naukowców jest pewnych, że filtry grafenowe mogą z powodzeniem rozwiązać problem niedostępności słodkiej wody w wielu regionach świata.

82. Z powodu swojego czarnego koloru i superwłaściwości, wiele internautów zaczęło nazywać grafen venomem. Ma to związek z superzłoczyńcą z komiksów Mavela. Venom jest śmiertelnym wrogiem Spidermana.

83. Grafen można pozyskać ze zwykłego grafitu, który posiada każdy ołówek.

84. Opony do rowerów, czy samochodów oparte o grafen, będą niezwykle trwałe.

85. Bill Gates także interesuje się niezwykłymi właściwościami grafenu, dlatego przeznaczył ponad 100 000 dolarów na badania nad grafenowymi prezerwatywami.

86. Unia Europejska przeznaczyła aż miliard dolarów na swoje badania nad grafenem.

87. Bardzo delikatny charakter grafenu, jak na razie dość mocno komplikuje jego produkcje na skale przemysłową.

88. Naukowcy z Manchesteru odkryli ostatnio, że grafen nanomateriałowy z powodzeniem eliminuje i neutralizuje komórki rakowe i nie jest on toksyczny dla zdrowych komórek.

89. Wszystko wskazuje na to, że leczenie nowotworów za pomocą grafenu, będzie miało o wiele mniejsze skutki uboczne niż obecnie stosowana chemioterapia.

90. Samsung zapowiedział już smartfona, który będzie posiadał baterię grafeniczną, a naładowanie go od zera do stu procent, będzie zajmowało około 15 minut.

91. Ekrany oparte o grafen będą tak wytrzymałe, że wymiana ich nie będzie konieczna, ponieważ nie będą one pękały.

92. Ford ogłosił wprowadzenie do swoich samochodów elektrycznych grafenowej technologii, która zmniejszy hałas w samochodach aż o 17%, poprawi właściwości mechaniczne o 20% i zapewni znacznie szybsze ładowanie.

93. Technologia grafenowa dostępna jest już dziś, ponieważ w Internecie można obecnie kupić na przykład powerbank, który wykorzystuje grafen, buty do joggingu o grafenowej podeszwie, czy grafenowe zegarki.

94. Grafen uważany jest za jedno z najważniejszych odkryć XXI wieku.

95. Wejście grafenu do naszego codziennego życia, jest kwestią kilku najbliższych lat.

96. Grafen nazywany jest także idealnym materiałem, ponieważ jego właściwości są niespotykane w żadnym innym materiale.

97. Grafen jest milion razy cieńszy od kartki papieru.

98. Grafen posiada o miliard razy większą przewodność niż używany obecnie w chipach i procesorach krzem.

99. Węgiel nie występuje naturalnie w postaci grafenu.

100. Grafen z powodzeniem może być używany, jako główny składnik farb antykorozyjnych.