Homo Creatore – cz.I Grafen

02.11.2011 | kategoria: Szmery bajery pomki rowery

W tym i kolejnym artykule będzie o materiałach, które zmienią nasz świat, jak zrobiły to plastik i krzem. Zaczynam od grafenu, bo ostatnio jest medialną gwiazdą i można go użyć niemal do wszystkiego – od produkcji “ubranek” dla bakterii poprzez sekwencjonowanie DNA, ale nie jest to jedyny interesujący supermateriał wytworzony lub adaptowany do użytku przez człowieka. Obserwując grafenowy szał trudno nie zadać sobie pytania: dlaczego np. selekcja genetyczna pod kątem pożądanych cech podczas in vitro i klonowanie ludzi są niedopuszczalną ingerencją w naturę, a produkcja nowych materiałów i implementowanie ich do przyrody z często niewiadomymi skutkami już nie? Najwyraźniej moralne granice człowieka wytyczone są wyłącznie wokół naszych ciał, a filozofia kończy się tam, gdzie zaczyna się nowy trendy gadżet. ;)

Nie bez powodu nie pisałam wcześniej o grafenie. Dopóki był tylko produktem laboratoryjnym pozyskiwanym w małych ilościach, doniesienia o odkryciu kolejnych jego cudownych właściwości, zalewające od roku pisma i portale naukowe, były tylko akademickimi peanami na cześć mocno dalekiej techno-przyszłości. Sytuację tą nieco zmienili Polacy, ich sukces jest jednak bardzo ulotny i jeśli nie wezmą się do pracy jeszcze żwawiej, niebawem ktoś im medal w wyścigu o tani grafen odbierze. O co chodzi z tym całym grafenem? Otóż:

7 lat temu (!) fizycy brytyjscy i rosyjscy odkryli grafen, a za badania na ten temat dwóch Rosjan pracujących naukowo w Manchesterze, Profesor Andre Geim i Profesor Kostya Novoselov otrzymało w 2010 r. nagrodę Nobla (zapamiętajcie te nazwiska, oto wkraczamy w epokę Geima-Novoselova ;)). Grafen to materiał o grubości 1 atomu (czyli “bez grubości”, nazywany jest strukturą dwuwymiarową), “płaska” siatka atomów węgla, czyli coś na kształt folii tak cienkiej, jak to tylko możliwe. Nobel i cały naukowy harmider spowodowany jest tym, że grafen okazał się niesamowitym przewodnikiem o minimalnym oporze – przewodzi świetnie elektrony – jest w tym ok. 133 razy lepszy od krzemu. Do tego wszystkiego jest prawie zupełnie przezroczysty, znacznie mocniejszy od stali i tak elastyczny, że można go dowolnie kształtować. Jego właściwościami elektrycznymi można sterować za pomocą wiązki świetlnej, jeśli w jego sieci o idealnych oczkach zrobi się skaza – najczęściej w kształcie pięknej kwiatowej struktury – zyskuje on w tym miejscu nowe właściwości, może być kamieniem milowym optyki i konstrukcji światłowodów, tranzystor z jego dodatkiem sam się chłodzi i tak dalej – cudo na kiju. ;) Problemem jest jednak ciężkie pozyskiwanie dużych fragmentów i trudne technicznie zastosowanie grafenu.

Taka cienka rzecz może być najłatwiej zamontowana w urządzeniu jeśli się ją do czegoś przyczepi – np. pokryje powierzchnię polimeru grafenem. Grafen traci jednak po takim zabiegu część swoich właściwości i ulega uszkodzeniu, bo powierzchnia, do której przylega, nie jest tak doskonała jak on sam. Dotąd udawało się uzyskać tylko małe kawałki takich grafenowych płytek. Polska ekipa nałożyła grafen z sukcesem na płytkę stosowaną w przemyśle elektronicznym, przybliżając epokę grafenowych superurządzeń. Właśnie o to był ten cały raban w polskich mediach.  To jednak dopiero początek odkryć, a świat poza polskim sukcesem, żyje jeszcze innymi. W międzyczasie odkryto kolejny materiał oparty na węglu, o strukturze węglowych rurek. Genialne umysły skandynawskie już wykombinowały jak wpakować spiralki z tasiemek grafenu do rurek węglowych nowego materiału i uzyskać hybrydę wszechczasów – na razie na papierze, ale to zawsze coś.

Oczywiście jak każde odkrycie i grafen zawiera w sobie pierwiastek zagłady – na pewno znajdzie zastosowanie w broni, ale również w biologii: naukowcy zajmują się właśnie pakowaniem bakterii w grafen w celu ich lepszego obrazowania pod mikroskopami – nowy materiał chroni bakterie przed utratą wilgoci i uszkodzeniem. Inna grupa (z Chin) bawi się już w zabijanie bakterii gafenem w celu stworzenia idealnie szczelnych opakowań na żywność, ale jak to bywa podczas zabawy wirusami i bakteriami w nauce i hollywoodzkich scenariuszach – oby nie powstały z tego jakieś pancerne zarazy. ;)

Jeśli grafen przybliży nas do lotów załogowych na inne planety i odkrywania wszechświata oraz da lekarstwo na raka  – jestem za. Wiecie jednak jak będzie. Najpierw grafenowe iPady, grafenowe bomby i grafenowe kariery giełdowe. Zanim zrobimy z tym cokolwiek użytecznego poprzez zastosowanie np. w medycynie, czy eksploracji kosmosu, minie wiele, wiele czasu. A tymczasem superszybkie komputery przydałyby się najpilniej lekarzom, którzy z powodu za małych mocy obliczeniowych nie znaleźli jeszcze szczepionek na kilka wrednych wirusów, w tym HIV, a mogliby również prowadzić wirtualne badana leków na skomplikowanych modelach, zamiast dręczyć zwierzęta. 

W kolejnym artykule: peleryna niewidka  i samo-naprawiające się płaszcze przeciwdeszczowe.

Źródła: Science Daily 10.01.2011 / 20.01.2011 /03.03.2011 / 25.05.2011 / 21.09.2011 / Wikipedia / Interia.pl / 

Podobne wpisy:

Tagi: internet, komputer, odkrycia, wynalazek

« « Strrrraszny Konkurs

Homo Creatore – cz.II Metamateriały » »