Miután a manchesteri egyetem két fizikusa 2004-ben felfedezte a grafént, fordulat állt be a nanotudományokban. Ismertté váltak további kétdimenziós anyagok.
A grafén valójában mindig a szemünk előtt volt, mert azokból az atomnyi vastagságú levelekből áll, amelyek összességükben a grafitot adják. Elég a grafit leveleit különválasztani, hogy megkapjuk a különleges tulajdonságokkal rendelkező grafént.
A grafén csak szénatomokból áll. Az atomokat egy kovalens, tehát nagyon erős kapcsolódás köti össze, egy hatszögletű struktúrában. Az egyes leveleket viszont másodlagos kapcsolatok tartják egyben, amelyek gyengébbek, mint a kémiai kapcsolatok, ezért könnyen szét lehet választani őket. Ennek a kétdimenziós anyagnak az a sajátossága, hogy az elektronok szabadon, akadály nélkül közlekednek benne, amitől a grafén olyan, mint egy különleges félvezető. Ezen kívül a grafén, mint a közeli rokonai, a szén nanocsövek, több százszor ellenállóbb, mint az acél, bár könnyen formálható.
E tulajdonságai miatt valóságos versenyfutás folyik a technológiájáért, van olyan állam és cég, amely tartalékokat halmoz fel az alapanyagból, a grafitból.
Tizenhat évvel a felfedezés után ugyan még nincsenek újabb forradalmi találmányok, de továbbra is nagy a várakozás. A grafénnek van egy másik nagy érdeme, mint Richard Feynman, amerikai fizikus mondta, hogy általa sikerült megérteni, hogy milyen sok mindent rejteget a nanovilág. Az elsőként felfedezett további kétdimenziós anyagok struktúrája olyan, mint a grafité, vagyis réteges. Ez főleg bizonyos átmeneti fémekre vonatkozik. Ha a különböző kétdimenziós anyagokat megfelelően rakják egymásra, alkalmasak az optoelektronika és a fotonika új generációjának gyártására.
Egy másik különleges kétdimenziós anyag a nitrur dibóró, az úgynevezett fehér grafén, mert ugyanaz a monoatomikus struktúrája, a bór és a nitrogén között. Nagyszerű félvezető, de ibolyántúli fényre van hozzá szüksége.
2011-ben még különösebb anyagokat, az MXeneseket sikerült szintetizálni. Ez a legnagyobb kétdimenziós család. Fel lehet használni gyorsan tölthető akkumulátorok, orvosi diagnosztika ultraérzékeny érzékelőinek, víztisztítóknak a gyártásához. Tervezik olyan nanogenerátorok kifejlesztését is, amelyek az emberi izmok mozgását változtatják elektromos energiává.
Rengeteg a lehetőség, és az az ország, amely ipari szinten képes lesz ezeket kihasználni, komoly előnyhöz jut. Kína rengeteg beruházással esélyes a verseny megnyerésére.
Ajánlott bejegyzések:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.
