Γραφένιο: Το υλικό-θαύμα μπορεί να φτιαχτεί στην κουζίνα μας

Έχει ονομαστεί "υλικό του μέλλοντος" και "υλικό-θαύμα" και είναι το πλέον υποσχόμενο υλικό που βρίσκει απειράριθμες εφαρμογές. Τώρα οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι το γραφένιο μπορεί να κατασκευαστεί ακόμη και στην κουζίνα μας. Είναι ταυτόχρονα τρομερά λεπτό, πολύ ισχυρό και καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Ομάδα Ιρλανδών και Άγγλων ερευνητών, χρησιμοποίησαν ένα μπλέντερ για να παράγουν μικροσκοπικά φύλλα γραφένιου, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για τη βιομηχανική παραγωγή άφθονου και φθηνού γραφένιου καλής ποιότητας.

Οι επιστήμονες, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό για νέα υλικά "Nature Materials", χρησιμοποίησαν ως πρώτη ύλη σκόνη γραφίτη (το υλικό από όπου παράγονται οι μύτες των μολυβιών), το οποίο ανακάτεψαν σε μεγάλη ταχύτητα με ένα υγρό (κυρίως νερό και υγρό πλυντηρίου πιάτων).

Το αποτέλεσμα ήταν λεπτά φύλλα γραφένιου, το καθένα πάχους περίπου ενός νανομέτρου (δισεκατομμυριοστού του μέτρου) και μήκους 100 νανομέτρων, τα οποία αιωρούνταν μέσα στο υγρό. Η δύναμη που δημιουργήθηκε από τις λεπίδες του μπλέντερ, διαχώρισε τον γραφίτη σε στρώματα γραφένιου, χωρίς να κάνει ζημιά στη δισδιάστατη δομή του.

Το γραφένιο είναι το λεπτότερο υλικό στον κόσμο, αποτελούμενο από ένα στρώμα άνθρακα πάχους μόνο ενός ατόμου. Διαδοχικά άτομα άνθρακα είναι διατεταγμένα σε μορφή δικτυωτού πλέγματος. Είναι διαφανές αλλά πιο ισχυρό και από τον χάλυβα.

Σε όλο τον κόσμο οι επιστήμονες έχουν επιδοθεί σε έναν αγώνα να ανακαλύψουν τόσο νέες μεθόδους παραγωγής του γραφένιου, όσο και νέες πρακτικές εφαρμογές του. Μέχρι στιγμής έχει αποδειχτεί δύσκολη η μαζική παραγωγή του σε βιομηχανική κλίμακα.

Συχνά οι ερευνητές βρίσκονται αντιμέτωποι με το δίλημμα να παράγουν είτε μικρές ποσότητες γραφένιου υψηλής ποιότητας (λιγότερο από μισό γραμμάριο την ώρα), είτε μεγάλες ποσότητες αλλά με ελαττώματα. Αρκετοί πάντως πιστεύουν ότι κάποια στιγμή το γραφένιο θα αντικαταστήσει τους ημιαγωγούς από πυρίτιο, που σήμερα κυριαρχούν στη βιομηχανία ηλεκτρονικών και υπολογιστών.

Το γραφένιο ανακαλύφθηκε το 2004 από ένα δίδυμο ρώσων επιστημόνων, τους Αντρέι Γκέιμ και Κονσταντίν Νοβοσέλοφ (στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ), οι οποίοι τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής το 2010.