Nauka i technika

Telefon ładowany w 5 sekund, zwijany tablet... Oto, co może grafen

Polish Express
Polish Express logo

Telefon ładowany w 5 sekund, zwijany tablet... Oto, co może grafen

baner DGP

- Śmiejemy się, że on będzie jak pasta. Grafen do butów, do zębów… - mówi dyrektor Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych, Zygmunt Łuczyński. Wskazuje, że może on być stosowany zarówno w środkach opatrunkowych, jak i np. farbach, szybach, samolotach, silnikach…

Postanowiliśmy sprawdzić, jakie są możliwe zastosowania grafenu – materiału, którego nazwa jest ostatnio odmieniana przez wszystkie przypadki w kontekście nadziei na przełomowe rozwiązania inżynieryjne. Uporządkowaliśmy je w kolejności alfabetycznej. Ale zadaniem, które sobie postawiliśmy, była także próba wyjaśnienia tego, czym tak naprawdę jest nowo produkowana w Polsce struktura. Założenie było jedno: im prościej, tym lepiej.

10 cm całej Polski

- Grafen to jest węgiel - wyjaśnia w rozmowie z dziennik.pl Zygmunt Łuczyński z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych. I wskazuje, że występuje on w bardzo wielu postaciach. - Może być taki, którym palimy w piecu, i taki, który z tego pieca czasami wydobywamy jako sadzę, ale to nie wszystko. Węglem przecież jest także diament czy na przykład włókna węglowe. Te ostatnie to niezwykle mocne i elastyczne cienkie niteczki stosowane choćby w tyczkach sportowców - wylicza.

Grafen ma przy tym bardzo symetryczną strukturę, a swoim kształtem przypomina zbiór sześciokątów lub – jak chcą niektórzy – plaster miodu. Jest płaski – ma tylko dwa wymiary, a jego grubość to jeden atom. W związku z tym nie da się go zobaczyć gołym okiem.

Taśmą klejącą w grafen

Metod uzyskiwania grafenu jest kilka. Polska, która zaczęła jego przemysłową produkcję, wykorzystuje kilka, przy czym koszt głównego surowca jest praktycznie żaden. Okazuje się, że tym może być propan lub butan, czyli gaz stosowany w kuchenkach gazowych. Ciekawostką jest fakt, że Andrej Geim i Konstantin Nowosiołow, nobliści, którzy w 2004 r. odkryli grafen, początkowo przyklejali taśmę klejącą do bryłki grafitu. - Odrywali cząstki grafitu, potem przyklejali inną taśmę do tej taśmy, odrywali i tak kilka tysięcy razy. Aż doszli do cieniutkiego płatka niewidocznego gołym okiem - opowiada dyrektor Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych.

Teraz zapotrzebowanie na grafen ocenia się na mniej więcej 500 ton. W 2017 r. ma dojść do 1 tysiąca, a trzy lata później zbliżyć do 3 tys. ton.

 

Zastosowanie grafenu od A do Z

A jak atrament

Już pojawił się grafenowy atrament, który ma pozwolić drukować przewodzące materiały. Nie dość że będą one elastyczne i trwałe, to także tanie i odporne. Bliższych szczegółów na obecnym etapie nie ujawniono.

B jak baterie

Grafen może mieć też zastosowanie w superkondensatorach. To baterie, które bardzo wolno się rozładowują i równie szybko się ładują, co ma niebagatelne znaczenie w przypadku np. samochodów elektrycznych. Teraz trzeba je nierzadko ładować 6-10 godzin, a przecież można by np. w 30 sekund. Ale można też sobie wyobrazić sytuację, że znajdą one zastosowanie w silnikach autobusów. Kierowca jeździ po mieście cztery godziny, a kiedy zatrzyma się na pętli na drugie śniadanie, to te 15 minut wystarczy także na ponowne naładowanie superkondensatora.

D jak dreamliner

Grafen jako tworzywo konstrukcyjne? To też możliwe, tym bardziej że można łączyć go z innymi materiałami, w tym także metalami. Byłby to np. przełom w budowie samolotów, których obudowę do tej pory stanowił kompozyt metalowo-węglowy.

Zastąpienie różnych form węgla grafenem mogłoby poprawić nie tylko parametry maszyn, w tym np. odporność na zderzenia, ale także zmniejszyć ich masę o co najmniej kilka procent. Trzeba pamiętać, że w tej branży każdy kilogram ma znaczenie – linie lotnicze zastanawiają się bowiem, czy w ogóle malować swoje samoloty. Jeśli tego nie robią, maszyny korodują, w przeciwnym wypadku – przez Atlantyk wożą tony farby, zamiast setek pasażerów.

F jak farba

Jeden z pomysłów zakłada też dodawanie go do farb, którymi maluje się rurociągi z ropą naftową i gazem, a także zbiorniki paliwa w samochodach. Dzięki grafenowi nie byłoby możliwe gromadzenie się ładunków elektrycznych, które nierzadko – kiedy pojawiała się iskra – prowadziły do rozprzestrzeniania się awarii i pożarów.

I jak iPad

Akumulatory z wykorzystaniem grafenu montowane mogłyby być także w smartfonach i innych urządzeniach mobilnych. Ich ładowanie do pełna trwałoby wówczas niespełna 5 sekund.

K jak komputer

Przyśpieszyć komputer nawet 500-krotnie? Nic prostszego, bo grafen niemal bez żadnych przeszkód przewodzi prąd. W efekcie mógłby on całkowicie wyprzeć z rynku technologie oparte na krzemie.

M jak maszyny

Grafen może też znaleźć zastosowanie w ochronie środowiska. Czujniki z niego wykonane mogą rejestrować nawet pojedyncze cząsteczki szkodliwych substancji.

O jak opatrunkowe środki

Właściwości antyseptyczne grafenu mogą oznaczać, że można by go stosować w środkach opatrunkowych, szczególnie tych, które nakłada się na otwarte rany. Dodatkowo fakt, że struktura zabija bakterie, wydłużałby czas zmiany opatrunków. Do tej pory starano się środki opatrunkowe wyjaławiać, tak by nie przenosiły dodatkowych bakterii, co nie zawsze okazywało się skuteczne. Poza tym grafen można zastosować w opakowaniach produktów spożywczych – pozwoliłyby to dłużej zachować ich świeżość.

P jak przewody

Gdyby udało się zastosować aluminium lub miedź w połączeniu z grafenem w przewodach elektrycznych, np. w kablach wysokiego napięcia, to poprawi się ich przewodność eklektyczna. To z kolei może się przełożyć na oszczędności rzędu miliardów odpowiednio złotych, euro, dolarów, szacują naukowcy.

R jak rak i jego leczenie

Wstępne wyniki badań prowadzone przez Szkołę Główną Gospodarstwa Wiejskiego są obiecujące. Komórki nowotworu (glejaka – na nim prowadzone są próby) umierają i nie pozostawiają wyjątkowo szkodliwych pozostałości, wywołujących stany zapalne, a nierzadko prowadzących do śmierci. Wszystko dzięki temu, że grafen otacza komórkę rakową i uniemożliwia jej kontakt ze środowiskiem.

S jak szyba

Ale grafenem – niedostrzegalnym dla oka – pokryć można również szybę w samochodzie, także przednią. Nie dość że będzie bardzo mocna, to może służyć także jako dotykowy wyświetlacz. Poza tym po podłączeniu do elektryczności, szyba zacznie się nagrzewać i nie będzie np. parować. Intensywne testy w tej dziedzinie prowadzi już np. Volkswagen.

T jak tablet

Przyszłością jest także elastyczna elektronika i wcale nie trzeba będzie na nią czekać dziesięć lat. Za dwa-trzy lata mogą się pojawić ekrany zwijane w rulon czy np. noszone jak bransoletka. Będą mogły przybierać dowolne kształty. Do lamusa odejdą nośniki noszone pod pachą, duże płaskie przedmioty kształtem przypominające pudełko lub kostkę, choćby nawet najcieńsze.

W jak woda

Choć grafen jest nieprzepuszczalny dla gazów, to może być przepuszczalny dla wody. W efekcie wykorzystywany jest już np. w filtrach do wody – do jej odsalania. Takie testy już prowadzi koncern Lockheed-Martin.

Dorota Kalinowska

Dziennik Gazeta Prawna

Chcesz się z nami podzielić czymś, co dzieje się blisko Ciebie? Wyślij nam zdjęcie, film lub informację na: [email protected]

Chcesz na bieżąco czytać o wydarzeniach w UK? Pobierz aplikację Polish Express News na Androida i iOS.
Materiał chroniony prawem autorskim. Kopiowanie i publikowanie wyłącznie za zgodą wydawcy.


Podobne artykuły

Skąd pochodzi złoto?

Skąd pochodzi złoto?

Geofizycy z Uniwersytetu Queensland w Australii na podstawie przeprowadzonych badań twierdzą, że złoto przedostało się z wnętrza Ziemi wraz z wodą.

Zdrowi tatusiowie

Zdrowi tatusiowie

Gdy mężczyzna zostaje ojcem, poziom testosteronu znacznie się obniża, dzięki czemu jest w stanie tym lepiej pełnić rolę opiekuna. Korzyści z tego płyną także dla dziecka, które wychowuje się przy porozumieniu...

Przełom w badaniu Alzheimera?

Przełom w badaniu Alzheimera?

Skanowanie mózgu może pozwolić wykryć chorobę Alzheimera na wiele lat przed rozwinięciem się tego schorzenia – takie wnioski opracowali neurolodzy po przebadaniu niektórych pacjentów u których zaobserowano...

Czego to ludzie nie wymyślą?

Czego to ludzie nie wymyślą?

General Electric i platforma crowdsourcingowa Quirky jakiś czas temu ogłosili konkurs. Internauci mieli zgłaszać swoje pomysły na przedmiot codziennego użytku, który zostanie ulepszony, dzięki dodaniu...

100 najbardziej problematycznych słów angielskich

100 najbardziej problematycznych słów angielskich

Według English World, poniższe sto słów jest najczęściej błędnie pisanymi słowami po angielsku. Co ciekawe kłopoty z nimi mają zarówno Anglicy jaki i obcokrajowcy!

Kolor wpływa na smak

Kolor wpływa na smak

Hiszpańscy naukowcy z Politechniki w Walencji udowodnili, że kolor naczyń, z których spożywamy posiłki, jest w stanie wpłynąć na ich smak.

Znaleziono źródła wirusa HIV

Znaleziono źródła wirusa HIV

„To idealny zestaw okoliczności“ - tak naukowcy z Oxfordu i belgijskiego uniwersytetu w Leuven określili sytuację, która w latach 20. XX wieku panowała w środkowej Afryce. To tam, według badaczy, narodził...

Skarb sprzed 3500 lat

Skarb sprzed 3500 lat

Sarkofag z okresu egipskiego złotego wieku przez lata leżał w Torquay Museum, zanim właściciele dowiedzieli się, że posiadają jeden z najcenniejszych zabytków.

Nowa sowa

Nowa sowa

Nieznany dotąd gatunek sowy został nareszcie oficjalnie opisany. Badacze w Indonezji, którzy znaleźli ptaka, nadali mu nazwę Rinjani Scops Owl.

Co wyhodowali na głowie myszy?

Co wyhodowali na głowie myszy?

Japońscy naukowcy z Uniwersytetu Medycznego w Jokohamie wyhodowali na głowie myszy ludzką wątrobę.


Ta strona używa plików cookie. Kontynuując przeglądanie witryny, wyrażasz zgodę na ich używanie przez nasz serwis. Dodatkowo kiedy odwiedzasz naszą stronę, wstępnie wybrane firmy mogą odczytywać i korzystać z określonych informacji zapisanych na Twoim urządzeniu, aby wyświetlać odpowiednie reklamy bądź spersonalizowane treści. Dowiedz się więcej.OK