Γραφένιο σκληρότερο και από το διαμάντι

Στον Ολλανδό Αντρέ Γκέιμ και το Ρωσοβρετανό Κονσταντίν Νοβοσέλοφ από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ απονεμήθηκε το Βραβείο Νομπέλ Φυσικής 2010, για τις επαναστατικές εργασίες τους στο γραφένιο. 

Όμως έχετε αναρωτηθεί τι είναι το γραφένιο; Το γραφένιο είναι μια μορφή του άνθρακα που ανακαλύφθηκε το 2004 και χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του ανθεκτικότερου «χαρτιού» στον κόσμο, με πάχος μόλις ένα χιλιοστό του χιλιοστού. Είναι το λεπτότερο και ανθεκτικότερο υλικό που έχει ανακαλυφθεί έως σήμερα, εξέλιξη που μπορεί να επιφέρει επανάσταση τόσο στη βιομηχανία της τεχνολογίας όσο και σε αυτόν της ιατρικής έρευνας. Ένα φύλλο άνθρακα «εμφυτεύτηκε» μέσα σε μια ταινία που έχει πάχος ίδιο με αυτό ενός ατόμου. Η ταινία αυτή είναι τόσο λεπτή που θα πρέπει να τοποθετηθούν 200.000 τέτοιες ταινίες τοποθετημένες η μία επάνω στην άλλη ώστε το τελικό σύνολο να έχει πάχος ανάλογο με αυτό μιας ανθρώπινης τρίχας.

Το γραφένιο  βασίζεται σε μια ουσία που κατασκευάστηκε πρόσφατα αλλά ως σήμερα η ουσία αυτή δεν μπορούσε να λειτουργήσει  «αυτόνομα» και για να δημιουργήσει υλικό έπρεπε να κολλήσει πάνω σε κάποιο άλλο υλικό. Ερευνητές κατάφεραν να επεξεργαστούν την ουσία δημιουργώντας μια ταινία που κρέμεται ανάμεσα στους σωλήνες που συνδέουν μια νανοσκαλωσιά από χρυσό.

Είναι  σκληρότερο και από το διαμάντι, αποτελείται από άτομα άνθρακα διατεταγμένα σε ένα επίπεδο, αντί σε τρεις διαστάσεις όπως συμβαίνει με το ατομικό πλέγμα του γραφίτη. Αν αφεθούν ελεύθερα, αυτά τα επίπεδα φύλλα άνθρακα «τσαλακώνονται» και σχηματίζουν άμορφες μάζες.

Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες το γραφένιο έχει τη δυνατότητα να συμπληρώσει ή και να αντικαταστήσει το πυρίτιο ως ηλεκτρονικό υλικό. Το γραφένιο (ένα φύλο ατόμων άνθρακα και πάχους ίσο με ένα άτομο, διευθετημένα σε εξαγωνικούς δακτυλίους) μπορεί να παρομοιασθεί με μία τράπεζα μπιλιάρδου ατομικής κλίμακας, με ηλεκτρικά φορτία που θα δρουν ως μπάλες του μπιλιάρδου. Επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε να αναπτυχθούν νέα είδη transistors βασισμένων όμως στην Κβαντική Φυσική. Επειδή τα ηλεκτρόνια δεν αντιμετωπίζουν κανένα εμπόδιο, στο γραφένιο, περιπλανώνται ελεύθερα σε όλο το φύλλο του άνθρακα, ενώ η   ηλεκτρική αντίσταση του είναι εξαιρετικά χαμηλή. Το γραφένιο αναμένεται να αντικαταστήσει το πυρίτιο ως το 2020.

Γεωδίφης με πληροφορίες από την Βικιπαίδεια