دنیایی را بپندارید که در آن صفحه نمایش لمسی گوشی هوشمندتان هرگز نمیشکند و به جای آن خم می شود، آنتن درون آن بسیار پرسرعت است و در یک ثانیه میتواند یک تِرابایت داده را جابجاکند، و، باتریهای بسیار پرتوانی هستند که میتوانند یک هواپیما را پرواز دهند.
اگر بگویم مادهای هست که همهی اینها را شدنی میکند چه؟! این مادهی جادویی گرافن است.
دانشمندان آن را نازکترین، سبکترین و نیرومندترین مادهی پایدار بر روی زمین نامیدهاند. بسیار نیرومند است. ۲۰۰ برابر نیرومندتر از فولاد و سختتر از الماس!
به اندازهای سبک است که اگر باریکهای از گرافین به پهنهی یک زمین فوتبال داشتهباشید، می توانید آن را میان دو انگشت خود نگه دارید، بدون اینکه خمشود یا بشکند. گرافین بسیار نازک است! ولی اتم آن ضخیم است.
درست است! گرافن نخستین مادهی دو بعدی در جهان است. ولی این چگونه شدنی است؟
دانشمندان تا چندین دهه چنین چیزی را باور نداشتند، تا اینکه در سال ۲۰۰۴ زمانی که فیزیکدانان تکهای نوارچسب را که برای پوستکردن لایههای نازک کربن از باریکهای از گرافیت استفاده میشد بررسی میکردند، چیزی که پیدا کردند گرافن بود، یک لایه از اتمهای کربن که با الگوی لانهزنبوری آرایش یافتهبود و ویژگیهای شگفتآوری به ماده میداد.
این ماده شفاف است ولی میتواند نور را جذبکند.
کشسان و خم پذیراست، و در برابر همهی گازها و مایعات، به جز آب، نفوذناپذیر است و بهترین رسانای گرما و برق در جهان است. این ویژگی میتواند به ساخت تراشههای کامپیوتری سریعتر، باتریهای بادوامتر، و پانلهای خورشیدی پوشیدنی بیانجامد.
هواپیماهای برقی که با باتری کار میکنند، نانوحسگرهای شناساییِ سرطان، شیرینکردن آبِ اقیانوسها با بهای پایین، همهی اینها با گرافن دستیافتنی میشود.
پس چرا هنوز انجام نشدهاست؟
ساخت برشی یک میکرومتری از گرافن بسیار گران تمام میشود و میتواند بیش از ۱۰۰۰ دلار هزینه در پی داشتهباشد. استفاده از روش نوار چسب شاید آن را گرانترین مادهی دستساز در زمین کند.
چالش دیگر، این است که "بند گپ" در گرافین وجود ندارد و بنابراین نمیتوان ویژگی رسانایی آن را روشن و خاموش کرد!(این ویژگی برای رساناهایی که در ساخت
ترانزیستورها بهکار میروند نیاز است)
باید یک شرکت بزرگ با "جیبهای پر پول" باشد تا این چالشها را برطرف کند. تا آن زمان، کاربردهای گرافین تنها در چیزهایی مانند راکتهای تنیس، تختههای اسکی و لامپها خواهدبود، ولی نزدیک به یک دهه است که گرافین کشف شده است، و از آن زمان آزمایشگاهها و شرکتها میلیاردها دلار برای پژوهش در این زمینه نهادهاند تا ویژگیهای بیپایان و نهانِ گرافن را نمایان کنند.
گذشت زمان نشان خواهدداد که آیا دوران این مادهی جادوییِ آینده هرگز خواهد رسید یا نه؟
شاید اینها را نیز بپسندید:
راهی کم هزینه برای تولید انبوه گرافن
گرافن هزار برابر بیشتر از مواد دیگر رسانای جریان برق است
شیرین کردن آب دریا با فیلتر گرافنی
پارچهای ۵ برابر محکمتر از فولاد