Τι είναι το γραφένιο και τι μπορεί να κάνει;

Γραφένιο είναι ένα φύλλο πάχους ενός ατόμου ατόμων άνθρακα διατεταγμένο σε ένα εξαγωνικό πλέγμα. Είναι το βασικό δομικό στοιχείο όλων των άλλων γραφιτικών υλικών όπως ο γραφίτης, οι νανοσωλήνες άνθρακα και τα φουλερένια.

Μερικές αξιοσημείωτες ιδιότητες και πιθανές εφαρμογές του γραφενίου περιλαμβάνουν:

1. Δύναμη και ελαστικότητα: Το γραφένιο είναι ένα από τα ισχυρότερα και πιο ελαστικά υλικά που είναι γνωστά. Έχει αντοχή εφελκυσμού 130 gigapascal (GPa), που είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα, και συντελεστή Young 1 terapascal (TPa), που είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερος από αυτόν του χάλυβα. Αυτό καθιστά το γραφένιο ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για εφαρμογές σε αθλητικά είδη, αεροδιαστημική και αυτοκινητοβιομηχανία.

2. Ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα: Το γραφένιο είναι ένας εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. Η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είναι περίπου 1000 φορές εκείνη του χαλκού και η θερμική του αγωγιμότητα είναι περίπου 100 φορές εκείνη του χαλκού. Αυτό καθιστά το γραφένιο ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για ηλεκτρονικές συσκευές, όπως τρανζίστορ, ηλιακά κύτταρα και ψύκτρες θερμότητας.

3. Αδιαπερατότητα: Το γραφένιο είναι αδιαπέραστο από αέρια και υγρά, συμπεριλαμβανομένου του ηλίου, του υδρογόνου και του νερού. Αυτό καθιστά το γραφένιο ένα πιθανό υλικό για χρήση σε μεμβράνες φραγμού, κυψέλες καυσίμου και συστήματα καθαρισμού νερού.

4. Οπτικές ιδιότητες: Το γραφένιο απορροφά το φως σε ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος, από το υπεριώδες έως το υπέρυθρο. Αυτό καθιστά το γραφένιο ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για οπτικές συσκευές, όπως φωτοανιχνευτές, ηλιακά κύτταρα και οπτικά φίλτρα.

5. Ευελιξία: Το γραφένιο είναι ένα εύκαμπτο υλικό που μπορεί εύκολα να λυγίσει και να διπλωθεί. Αυτό καθιστά το γραφένιο ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για ευέλικτα ηλεκτρονικά είδη, όπως εύκαμπτες οθόνες, φορητούς αισθητήρες και ηλεκτρονικά δέρματα.

Παρά τις τεράστιες δυνατότητές του, το γραφένιο εξακολουθεί να είναι ένα σχετικά νέο υλικό και υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις στην παραγωγή και την ενσωμάτωσή του σε λειτουργικές συσκευές. Η συνεχιζόμενη έρευνα επικεντρώνεται στην αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων, καθώς και στην εξερεύνηση νέων και καινοτόμων εφαρμογών του γραφενίου σε διάφορα πεδία της επιστήμης και της μηχανικής.