O grafen är en tvådimensionell kristall bildad av bindningar mellan kolatomer, med hexagoner som bildar något som ett trådnät eller ett målnät. Det är därför en annan syntetisk allotrop av kol som kommer från en av dess naturliga allotroper, grafit, samma som används i pennor för att skriva. Detta material har extraordinära egenskaper, såsom de som visas nedan:
é Väldigt bra - det är en atom tjock;
é mycket resistent - den är ungefär 200 gånger starkare än stål och starkare än diamant, inom dess proportioner;
é flexibel;
Grafen är ett lätt, flexibelt, mycket beständigt och transparent material
har hög termisk och elektrisk ledningsförmåga - dess elektriska ledningsförmåga är 100 gånger snabbare än koppar, som är den mest använda ledaren i världen. Inledande studier visade att elektronernas hastighet i grafen är 1000 km / s (60 gånger snabbare än kisel, vilket är det element som för närvarande används i halvledare, transistorer för pommes frites, solceller och en mängd elektroniska kretsar) och kan nå en hastighet på 3000 km / s med en mycket bra kvalitet på denna kristall;
é vattentät - att kunna blockera även helium, en extremt lätt gas;
har hög hårdhet;
é väldigt lätt och tunn, som kolfiber, men mer flexibel. Med 1,0 gram grafen är det möjligt att täcka en yta på 2700 m2;
har mindre Joule-effekt - förlorar mindre energi i form av värme genom att leda elektroner;
é transparent - överför 97,5% av ljuset;
é billig - dess råmaterial är rikligt (grafen kan komma från vilket kolmaterial som helst);
kan själv reparera-om.
Egenskaperna hos detta material började studeras och avslöjas 2004 av forskarna Andre Geim och Konstantin Novoselov, från University of Manchester, som därför fick 2010 års Nobelpris i fysik. De erhållit grafen vid rengöring av ytan på en grafitskiva, gradvis nedslitning med tejp.. När de analyserade grafitresterna som fanns kvar på tejpen under ett atommikroskop såg de att dessa rester behöll hexagonal kristallstruktur av grafit och som också hade ett märkligt symmetriskt arrangemang av elektroner som ökade deras ledningsförmåga. I grafen beter elektroner sig som om de inte hade någon massa. Tester visade att det fungerade mycket bra som en transistor.
Andre Geim och Konstantin Novoselov vann 2010 års Nobelpris i fysik för grafenrelaterade upptäckter *
Som visas i texten kolototropibildas grafit av plattor eller lager av hexagoner som lockas till varandra i rymden. Grafen bildas av endast en av dessa plattor med nanometriska proportioner (1 nanometer är lika med en miljarddel av en meter (10-9 m)). Du kolnanorör de är inslagna diagram. Den andra syntetiska allotropa formen av kol, C60 (buckminterfullerene), är som grafen vikta i form av en fotboll.
Kolallotropstrukturer - grafen, grafit, C-60 och kolnanorör
Eftersom alla nämnda kvaliteter hittades i ett enda material, så är forskningen om möjligheterna att använda grafen har utnyttjat och lovat att bli en revolution teknologisk.
Bland de möjliga applikationer grafen som kan förändra den värld vi känner till är:
Det harvisas flexibel som kan vikas. Ett exempel är skärmarna för läsplattas och smartphones som, när de faller, bryter de. Grafen skulle användas för att producera en pekskärm (pekskärm), flexibel, transparent och obrytbar. Det skulle ersätta ITO (indium-dopad tennoxid) som för närvarande används i känsliga skärmar;
påskynda internet. Grafen har visat sig kunna konvertera optisk till elektrisk information med en hastighet cirka 100 gånger snabbare än elektriska omvandlare;
kan användas i elektronik för att sprida värme;
Vid produktion av sensorer, eftersom grafen helt bildas av ytarea;
I fotoniska enheter;
Påindustri flyg-, marin-, bil- och civila;
I produktionen av kompositer;
Påbiomedicinskt områdetill exempel att göra flexibla och lätta proteser samt implantat;
inom telekommunikation;
I kraftproduktion, såsom i solpaneler, väteceller och långvariga batterier;
På känsligare stillkameror;
På kablar med hög hastighet;
I målningar som absorberar energi.
Europeiska gemenskapen har lanserat ett program som avsätter en miljard dollar till forskning om grafen i flera länder. Forskning om detta material i Brasilien utförs främst på Universidade Presbiteriana Mackenzie, som investerade 30 miljoner reais för att skapa MackGrafe, ett forskningscentrum för grafen.
Det återstår att se vilka applikationer av grafen som faktiskt kommer att bli verklighet i vårt samhälle.
* Upphovsrättsskyddad bild: rook76/Shutterstock.com
Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/grafenouma-revolucao-tecnologica.htm
