По-здрав от стомана, по-твърд от диамант

По-здрав от стомана, по-твърд от диамант Снимка: harvard.edu

Графенът е най-якият материал, откриван досега, с невероятни свойства

Медицина, авиация, електроника, транспорт и отбрана преживяват безпрецедентна еволюция с навлизането на графена. Към тях се присъединяват най-пъстър кръг продукти - мобилни телефони, маратонки, лекарства, козметика, автомобили, крушки, цимент, соларни панели, защитни каски и облекла, плюс десетки други, които неминуемо ще се усъвършенстват с добавянето на графен.

Открит преди 17 години от Константин Новоселов и Андре Гейм (бъдещи нобелисти за откритието си), графенът е най-здравият материал, който може да оформи пластове сто хиляди пъти по-тънки от човешки косъм. Изграден е от почти прозрачни, силно електропроводими, еластични, гъвкави  и същевременно изключително твърди въглеродни атоми. Той е най-якото вещество в природата, по-здрав от строителна стомана и по-твърд от диамант.

Графенът е водоотблъскващ и толкова плътен, че дори хелий не може да премине през него. Високата подвижност на неговите електрони е друго от многото му предимства, особено важно за наноустройствата, тъй като лесно го превръща от свръхпроводник в изолатор. И като кулминация, графенът е чист въглерод, екологичен материал и се среща в изобилие в природата. 

Вярно е, че вече е на пазара, но графенът все още не е развихрил революционните си приложения. Благодарение на него ще имаме още по-бързи мобилни телефони, телевизори с невероятно висока резолюция, невъобразимо мощни компютри. Електрическите крушки ще бъдат нечупливи под ултратънкия си графенов воал, а производителите на бронежилетки вече доволно потриват ръце. Графенът може да се използва в имунотерапии или ваксини под формата на спомагателни наночастици, които ще транспортират лекарствата в тялото. Въобще ще настъпи времето, когато по един или друг начин всичко ще зависи от този материал, защото, както казват физиците, няма бъдеще без графен. 

При всички тези качества, не е за чудене, че Европейската комисия бързо му хвърли око и през 2013 г. стартира проекта „Графен флагман“ с цел да се пренесат в живота всички лабораторни постижения с невероятното вещество. Проектът е подсигурен с един милиард евро и 170 научни партньори от 22 държави, призвани да осъществят революция в електрониката, авиацията, медицината, транспорта и отбраната (за начало) - и според graphene-flagship.eu, възможностите са почти безгранични. 

Но както всичко ново, графенът идва и с проблемите си. На първо място, производството му в промишлени мащаби засега е трудно. Освен това, заради високата му цена, ще настъпи значително увеличаване и на цените на продуктите, в които се добавя. Според Калифорнийския университет (САЩ) възможна е също така известна токсичност при окисляване и разпръскване във вода, което неотдавна доведе до спиране на производството на предпазни маски с графен, тъй като приложен в случая като прах, лесно може да се вдиша. Това обаче в никакъв случай не намалява качествата на графена и възможностите му си остават неограничени. Въпросът е да намерим правилния начин да го използваме безопасно.

Huawel, Apple, Samsung и Xiaomi вече са в състезанието. В автомобилния бранш е същото. През 2018 г. Ford първи обяви, че ще използва графен и възнамеряваше да го включи в производството на Mustang и F-150, за да ги направи по-здрави и по-леки, но все още няма новина за реализацията на идеята. BMW, Seat и Mercedes анализират подобни възможности. GAC, изглежда, вече е постигнал нещо с електрическия си SUV Aion V, който ще се появи на пазара през септември 2021 г. и ще бъде единственото засега превозно средство с графенова батерия. Това ще му осигури автономността на дизелов автомобил, но без вредни емисии. 

И накрая – с графена трябва да побързаме, защото по петите му вече е друг свръхматериал - кадмиев арсенид, чието мащабно производство май ще се окаже по-лесно. 

Да, бъдещето идва и първите му предвестници вече са тук.

 

Още по темата във

facebook