«Τα πάντα όλα» με γραφένιο!

Λαΐνας Θοδωρής 

Τελειωμό δεν έχουν οι εφαρμογές του γραφενίου, του πραγματικά θαυματουργού υλικού που ανακαλύφθηκε πριν από έντεκα χρόνια

                           

Το «αέρινο» αεροτζέλ που στέκεται ακόμη και πάνω σε ένα λουλούδι είναι φτιαγμένο από γραφένιο

 

Ο όρος γραφένιο πρωτοεμφανίστηκε το 1987 προκειμένου να περιγράψει μονά φύλλα γραφίτη ως ένα από τα συστατικά των ενώσεων παρεμβολής γραφίτη. Ο όρος όμως έγινε παγκοσμίως γνωστός το 2004 όταν οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ Αντρέ Γκέιμ και Κονσταντίν Νοβοσέλοφ κατάφεραν να εξαγάγουν μονοατομικού πάχους κρυσταλλίτες από ακατέργαστο γραφίτη και να δημιουργήσουν ένα νέο υλικό που έλαβε το όνομα γραφένιο. Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα αντιλήφθηκε άμεσα τη σπουδαιότητα της ανακάλυψης, γεγονός που οδήγησε σε χρόνο-ρεκόρ στην απονομή του βραβείου Νομπέλ στους δύο ερευνητές. Το γραφένιο είναι το ισχυρότερο υλικό που γνωρίζουμε ως σήμερα, 200 φορές πιο ανθεκτικό από το ατσάλι. Είναι επίσης καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού από τον χαλκό και θα μπορούσε μια μέρα να αντικαταστήσει το πυρίτιο στα τσιπ των υπολογιστών. Εκατοντάδες εταιρείες σε όλο τον κόσμο σπεύδουν να εξασφαλίσουν πατέντες που αφορούν το γραφένιο και περισσότερες από 35 εταιρείες συνεργάζονται με το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ για την εμπορική αξιοποίηση του θαυματουργού υλικού.

To γραφένιο αποτελείται από φύλλα καθαρού άνθρακα με πάχος ενός ατόμου

Το πανεπιστήμιο εγκαινίασε μάλιστα πρόσφατα το Εθνικό Κέντρο Γραφενίου, προϋπολογισμού 61 εκατ. λιρών. Ενδεικτική της αξίας που έχει πλέον το γραφένιο στο... παγκόσμιο ερευνητικό χρηματιστήριο είναι η απόφαση της Ευρωπαϊκής Ενωσης να υλοποιήσει ερευνητικό πρόγραμμα ύψους 1 δισεκατομμυρίου ευρώ για την αξιοποίηση του γραφενίου. Οι εφαρμογές που έχουν ήδη αναπτυχθεί αλλά και αυτές που βρίσκονται στη διαδικασία της ανάπτυξης είναι πολλές και σε όλα τα πεδία. Από ρακέτες του τένις, φωτογραφικές μηχανές, σασί αυτοκινήτων, αισθητήρες κάθε είδους ως και τεχνητά δόντια!

Λαμπτήρας

Η πιο πρόσφατη εφαρμογή του γραφενίου ανακοινώθηκε πριν από λίγες ημέρες και αφορά έναν λαμπτήρα που θα κάνει την εμφάνισή του στην αγορά εντός του 2015. Πρόκειται για έναν πρωτοποριακό λαμπτήρα που είναι ουσιαστικά ένας συμβατικός γλόμπος πυράκτωσης, του οποίου το νήμα έχει καλυφθεί με ένα διαφανές, υπέρλεπτο στρώμα γραφενίου που αυξάνει την ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα. Αυτό σημαίνει ότι ο λαμπτήρας λειτουργεί σε υψηλότερη θερμοκρασία και προσφέρει 10% μεγαλύτερη απόδοση από έναν συμβατικό λαμπτήρα πυράκτωσης, χωρίς όμως να φτάνει τις ανώτερες επιδόσεις των LED. «Ο λαμπτήρας γραφενίου θα καταναλώνει λιγότερη ενέργεια. Πιστεύουμε επίσης ότι θα έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής» δήλωσε ο καθηγητής Κόλιν Μπέιλι του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ.

Φακοί νυχτερινής όρασης

«Αετίσια» όραση στο σκοτάδι μέσω φακών επαφής ισχυρίζονται ότι μπορούν να δημιουργήσουν αμερικανοί ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Το μυστικό, σύμφωνα με τους ίδιους, κρύβεται σε έναν υπέρλεπτο αισθητήρα ικανό να αιχμαλωτίζει οποιαδήποτε μορφή φωτός - από την ορατή ως την υπέρυθρη ακτινοβολία. Το πρότυπο του αισθητήρα υπερόρασης από γραφένιο με μέγεθος μικρότερο από αυτό ενός νυχιού θα μπορούσε μελλοντικά να ενσωματωθεί σε φακούς επαφής π.χ. για στρατιώτες ή διασώστες, οι οποίοι οφείλουν να έχουν ενισχυμένη όραση μέσα στο σκοτάδι.

Βαφές

Μια επαναστατική «βαφή» με γραφένιο κατά της σκουριάς και της αλλοίωσης διαφόρων υλικών ανέπτυξαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ. Η «θαυματουργή» επικάλυψη, σύμφωνα με τους ίδιους, μπορεί να εφαρμοστεί σε μέταλλα, γυαλί, τούβλα και άλλα υλικά, προστατεύοντάς τα από τη διαδικασία της οξείδωσης και της διάβρωσης. Οι επιστήμονες αναφέρουν ότι το μυστικό κρύβεται στον συνδυασμό οξυγόνου και γραφενίου, που οδηγεί στη δημιουργία οξειδίου του γραφενίου, το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί εύκολα ως βαφή προσφέροντας στο υλικό το οποίο καλύπτει πρωτόγνωρη προστασία. Κάτι τέτοιο θα μπορούσε να φέρει την επανάσταση σε διάφορους τομείς, όπως π.χ. στην ιατρική και στον τομέα των μεταφορών.

Αλεξίπτωτα

Κινέζοι ερευνητές πειραματίζονται με το ελαφρύτερο υλικό του κόσμου ευελπιστώντας ότι θα καταφέρουν να κατασκευάσουν με αυτό ένα αλεξίπτωτο το οποίο θα διατίθεται στους επιβάτες ενός αεροσκάφους και θα μπορούν με αυτό να σώσουν τη ζωή τους σε περίπτωση που πρέπει να το εγκαταλείψουν άμεσα. Ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Zhejiang πειραματίζεται με ένα αεροτζέλ από γραφένιο. Το υλικό είναι τόσο σπογγώδες ώστε περιέχει κυρίως αέρα και είναι αρκετά ελαφρύ ώστε να μπορεί να σταθεί πάνω σε ένα λουλούδι χωρίς καν να λυγίσει τα πέταλα.

Στόχος των ερευνητών είναι να κατασκευάσουν ένα κυριολεκτικά πανάλαφρο αλεξίπτωτο βάρους λίγων δεκάδων γραμμαρίων! Αυτό σημαίνει ότι πρώτον το αλεξίπτωτο θα είναι εύχρηστο για τους επιβάτες ενώ ταυτόχρονα δεν θα επιβαρύνει το συνολικό βάρος ενός σκάφους.

Προφυλακτικά

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ αναπτύσσουν ένα προφυλακτικό με βάση το γραφένιο που, όπως υποστηρίζουν, θα είναι πιο λεπτό, πιο ανθεκτικό και πιο ασφαλές από όσα έχουν κατασκευαστεί ως σήμερα. Αυτό σημαίνει ότι το προφυλακτικό θα αυξάνει την απόλαυση στο σεξ αυξάνοντας ταυτόχρονα και το επίπεδο προστασίας του ζευγαριού από τις σεξουαλικά μεταδιδόμενες ασθένειες.

Την ανάπτυξη του σούπερ προφυλακτικού χρηματοδοτεί το ίδρυμα του μεγιστάνα της βιομηχανίας των υπολογιστών Μπιλ Γκέιτς, ο οποίος μαζί με τη σύζυγό του έχει αναπτύξει πολυσχιδή φιλανθρωπική δράση. Το ίδρυμα Μπιλ και Μελίντα Γκέιτς χρηματοδοτεί με δισεκατομμύρια δολάρια διαφόρων ειδών ιατρικά ερευνητικά προγράμματα με επίκεντρο την ανάπτυξη εμβολίων για ασθένειες που θερίζουν στον αναπτυσσόμενο κόσμο. Το ζεύγος Γκέιτς αποφάσισε να χρηματοδοτήσει την κατασκευή ενός νέου ασφαλούς προφυλακτικού σε μια προσπάθεια να περιοριστεί η μετάδοση του ιού HIV.