Super Fokus: Polski grafen zmieni Świat

Czym jest i jak wygląda ten tajemniczy grafen? To odmiana węgla. Pod mikroskopem jego struktura przypomina plaster miodu, złożony jest bowiem z pojedynczych warstw atomów tworzących sześciokątne oczka. Jest płaski - ma tylko dwa wymiary. Ten najcieńszy z materiałów jest bardzo wytrzymały, a jednocześnie elastyczny, giętki i rozciągliwy. To najbardziej niezwykły i najbardziej wytrzymały materiał znany ludzkości. Twardszy niż najtwardszy diament i trzysta razy mocniejszy niż stal. Przykład potęgi grafenu? Gdyby liny wiszącego mostu były wykonane z grafenu, miałyby grubość małego palca dorosłego człowieka. Dziś most wisi na linach grubości jego uda.

Ten niezwykły materiał jest też doskonałym przewodnikiem prądu, który przepływa przez niego 200 razy szybciej niż po krzemie. Grafen ma właściwości bakteriobójcze i jest przezroczysty (przepuszcza 98 proc. padającego światła). Naukowcy wieszczą mu fantastyczną i pewną przyszłość. Dlaczego jest tak nadzwyczajny? Bo łączy w sobie wiele unikatowych cech, które można wprawdzie znaleźć w innych materiałach, ale osobno. Taka wielofunkcyjność pozwala na kreowanie niespotykanych dotąd rozwiązań.

Grafenowe komputery

To już pewne. Za sprawą grafenu znajdziemy się w świecie, który znamy jedynie z filmów science fiction. Grafen ma mnóstwo zastosowań w każdej niemal dziedzinie życia, od elektroniki, przez medycynę, po motoryzację. Można wykorzystać go do produkcji ekranów dotykowych lub ciekłokrystalicznych, paneli baterii słonecznych, komputerów. Na razie wszystkie nowoczesne urządzenia opierają się na półprzewodnikach z krzemu, ale to grafen, według wielu specjalistów, jest materiałem przyszłości w elektronice i może zastąpić krzem. Wtedy elektronika ogromnie przyspieszy, a układy będą zminiaturyzowane i elastyczne, bo to idealne tworzywo dla przemysłu komputerowego. Można z niego budować miniaturowe, ale superszybkie i energooszczędne tranzystory (dotąd by tranzystor działał szybciej, trzeba było go zmniejszyć) czy nanoboty (małe roboty wykorzystywane w technice i medycynie). Niezwykłe właściwości tego materiału sprawiają, że nadaje się do wytwarzania giętkich, przejrzystych, a przy tym bardzo wytrzymałych wyświetlaczy dotykowych, przybierających dowolne kształty. W przyszłości będziemy posługiwali się przezroczystymi tabletami czy laptopami, które można będzie zwinąć w rulonik i włożyć do kieszeni. W komputerach będziemy mieli procesory, które będą kilkaset razy szybsze, niż obecnie są stosowane.

Zobacz: Grafenowe soczewki kontaktowe. Zakładasz je i widzisz w ciemności!

Pogromca raka

Dzisiejsze akumulatory i baterie wystarczają na krótko, za to długo się ładują. Grafen nadaje się do wytwarzania energii odnawialnej z baterii słonecznych i magazynowania jej w wysokowydajnych akumulatorach czy superkondensatorach o dużej pojemności, które bardzo szybko się załadują, a bardzo powoli rozładują. Dzięki niemu samochody elektryczne ładowałyby się zamiast 6-10 godzin, zaledwie 30 sekund. W podobny sposób grafen może odmienić stosowane dzisiaj np. w komórkach baterie litowo-jonowe. Grafen może magazynować wodór, możemy więc sobie wyobrazić auta napędzane wodorem. Być może uda się wykorzystać grafen do produkcji filtrów do odsalania morskiej wody. Ten niezwykły materiał w przyszłości może posłużyć też do wytwarzania implantów ścięgien czy wykonania sztucznej siatkówki oka (elastyczna płytka nakładana na gałkę oczną, która wyświetla obrazy). Grafen może okazać się pogromcą raka, bo potrafi niszczyć komórki nowotworowe. Czujniki z grafenu pomogą monitorować i chronić środowisko, bo umożliwią wychwycenie nawet pojedynczych cząsteczek szkodliwych substancji. Ten nadzwyczajny materiał rozbudza wyobraźnię producentów rozwiązań militarnych, którzy chcą go używać w goglach, maskach czy hełmach bojowych. To tylko niektóre z możliwych zastosowań grafenu. Wiele innych czeka na odkrycie, a jedynym ograniczeniem jest tu nasza wyobraźnia.

Polacy górą

W laboratoriach na całym świecie trwa właśnie wielki wyścig o najbardziej efektywną technologię produkcji tego materiału. Największą przeszkodą jest koszt wytworzenia grafenu. Polacy wprawdzie nie odkryli grafenu, jednak to nasi naukowcy opracowali najwydajniejszą metodę jego wytwarzania i jako pierwsi na świecie rozpoczęli produkcję na skalę przemysłową. Polski grafen jest najlepszej jak dotąd jakości, a przy tym koszt jego wytwarzania jest wyjątkowo niski (mniej niż 300 dolarów za cm kw.). Obecnie 15 zespołów badawczych w naszym kraju codziennie szuka nowych zastosowań polskiego grafenu.

ZAPISZ SIĘ: Codziennie wiadomości Super Expressu na e-mail