Grafen materijal budućnosti

Ponekad se epohalno otkriće odnosno inovacija ostvari na potpuno neočekivan način bolje reći izvan uobičajenih znanstvenih i inovacijskih procedura. U nekim slučajevima za generiranje nove i radikalne ideje nije potrebna ni skupocjena istraživačka oprema o čemu svjedoči slučaj dvojice fizičara ruskog podrijetla Andrea Geima i Konstantina Novoselova sa Sveučilišta u Manchesteru. 

U slobodno vrijeme nakon posla, Geim i Novoselov uzimali bi komad grafita  te bi počeli ljepljivom trakom, tj. običnim selotejpom, odstranjivati tanke slojeve s površine grafita. Odstranjene slojeve su zatim na isti način odvajali na sve tanje slojeve. Zanimalo ih je koliko bi tanak mogao biti najtanji sloj grafita.

Ono što su spoznali bilo je zapanjujuće : najtanji je sloj sasvim izgubio treću dimenziju. Otkrili su prvi dvodimenzionalni materijal odnosno ravninu debljine samo jednog atoma ugljika – „grafen“. Odmah su shvatili epohalnost svog otkrića te su ga sustavno znanstveno obrazložili u članku koji su poslali na objavu vodećem znanstvenom časopisu „Nature. “ Urednici su u dva navrata odbili objaviti tekst zbog negativnih recenzija. Naime, rezultati su bili toliko nevjerojatni da ih u početku znanstvena zajednica nije mogla prihvatiti. Ipak, drugi vrhunski znanstveni časopis „Science“ objavio je 2004. godine revolucionarna otkrića ovih dvaju znanstvenika.

Tijekom idućih pet godina, Andre Geim i Konstantin Novoselov postali su vjerojatno najintenzivnije citirani znanstvenici svijeta. Već 2010. godine dodijeljena im je Nobelova nagrada za fiziku koja spada u kategoriju onih na koju su nagrađeni trebali najkraće čekati.

Grafen je nalik nezamislivo tankom listu, građenom od samo jednog sloja ugljikovih atoma položenih u ravnini. Ti su atomi, međutim, čvrsto povezani u šesterokutnu rešetku nalik na pčelinje saće, i u takvoj konfiguraciji imaju gotovo čudesna svojstva. Pored toga, što je najtanji poznati materijal, ujedno je i najlakši, težine manje od jednog miligrama po kvadratnom metru. Međutim, ujedno je i najsnažniji ikada otkriveni materijal, oko 200 puta teže rasporiv od čelika. Toplinu provodi oko 10 puta bolje od bakra, kao i od svih drugih poznatih materijala. Grafen ima nevjerojatna svojstva i u provodljivosti elektriciteta, jer prenosi elektrone nekoliko desetaka puta brže od silicija.

U usporedbi sa silicijem, na kojem se temeljila prethodna revolucija u elektronici, grafen ni približno ne gubi svoj kapacitet nakon punjenja. Elektronički uređaji napravljeni na grafenu mogli bi se napuniti za samo nekoliko sekundi, uz dugotrajnu pohranu energije. Na ovećoj ravnini grafena može se prikazati bilo kakva digitalno generirana slika. To bi trebalo voditi lako sklopivim i prenosivim televizorima i tabletima, praktično bez težine, koji će dobivati informacije bežičnim prijenosom podataka.

Ovaj materijal budućnosti štiti od korozije, nepropustan je za plinove i tekućine uz iznimku vode. Proziran je pa se s njim mogu presvući prozori i na njima projicirati virtualne zavjese ili slike po želji. Presvlačenje karoserija automobila omogućit će sigurnosne sustave, registriranje i snimanje svakog dodira, te slanje tih informacija na pametni telefon vlasnika. Odjeća presvučena grafenom moći će mijenjati boju i obrasce, a uz ugrađene mikrokamere uklapat će se u okolinu tako da bi mogla postati nevidljiva.