Чудесни материјал танак као папир, а зауставља метке

Челик је јак, али тежак. Пластика је флексибилна, али крхка. Графен их надмашује све — истовремено и најтањи и најјачи, готово провидан, а толико густ да ни најмањи атоми гаса не могу да прођу кроз њега. Одличан је проводник струје, јачи од челика, тврд као дијамант, а растегљив и до 20 процената.

Физичари рођени у Русији, Константин Новоселов и Андре Геим, а обојица наставници на Универзитету у Манчестеру, освојили су 2010. године и Нобелову награду за физику за свој рад са овим материјалом.

„Наше истраживање је утврдило да је графен најјачи материјал икада пронађен, јер је око 200 пута јачи од конструкцијског челика”, изјавио је професор Џејмс Хоун са Универзитета Колумбија и додао:

„Морали бисмо балансирати слона на оловци да би пробили лист графена дебљине најлона”.

Графен има дводимензионалну угљеничку структуру дебљине једног атома. Необично је чврст, а у исто вријеме и еластичан. Шест пута је лакши од челика, има пет до шест пута мању густину и тринаест пута је савитљивији, преноси The Conversation.

Ове карактеристике имају потенцијал да достигну велики утицај у будућности, посебно у авио-индустрији. С обзиром на флексибилност графена, нови и радикалан дизајн би могао бити доступан за све врсте возила. Осим тога, графен је материјал који се може и рециклирати, што га чини релативно лаким и јефтиним за производњу.

Десалинизација и вјештачка фотосинтеза

Када се стави на различите материјале, графен може да поприми њихова својства. Експерименти, спроведени на МИТ-у, доказали су ову врсту понашања.

Када га погоди било која врста свјетлости, графен добија карактеристике топлотног проводника и ствара струју, открили су истраживачи. Електрони молекула графена добију довољно енергије да почну да се крећу, иако угљеник испод остаје хладан. Графен може произвести и спроводити струју у најобичнијим условима, као што је соба до које допире сунчева свјетлост.

Иако је већ довољно импресиван, чини се да графен има још неколико асова у рукаву.

Може, на примјер, повећати ефикасност десалинизације за 100 или 1.000 пута. Десалинизација је изузетно важна, јер око 97 одсто воде на нашој планети није за пиће, с обзиром на то да је слана. А методе уклањања соли из воде су дуготрајне и скупе.

Графен има потенцијал да промијени начин на који се до сада вршила десалинизација и ријеши проблем несташице питке воде у свијету. Листови графена су дебљине једног атома. Будући да је нанопропустан, може пропуштати воду да прође кроз њега, али не и соли, и све то без потребе за икаквим притиском, помоћу којег тренутни филтери раде.

Недавна студија тима научника са Института за хемијско и технолошко истраживање и Евха женског универзитета у Јужној Кореји открила је да графен има потенцијал за повећање ефикасности вјештачке фотосинтезе.

У биљкама, фотокатализатор је хлорофил. У лабораторији, процес је мало тежи, али графен би могао бити одговор.

Будући да је 46 одсто укупне сунчеве свјетлости која удара Земљу у видљивом спектру, а само 4 одсто у УВ дијелу, досадашњи вјештачки фотокатализатори који се хране видљивим сунчевим свјетлом нису показали најбољи резултат. Обичан лист графена, у комбинацији са мало ензима порфирина, постао је изузетно функционалан у свим дијеловима сунчевог свјетлосног спектра, што га је одмах учинило најбољим кандидатом за вјештачке фотокатализаторе.

Ово откриће ће се ускоро примијенити и на вјештачке соларне ћелије које се хране сунчевом свјетлошћу и угљен-диоксидом, а претварају их у метанску киселину, која се користи у индустрији пластике.

Отпоран на пројектиле

Због својих изузетних својстава, графен је предмет бројних истраживања, а једно од најфасцинантнијих потенцијала јесте његова способност да апсорбује кинетичку енергију метка.

Захваљујући својој структури, графен може да апсорбује огромну количину енергије при удару, што омогућава да, у теорији, заустави метак и то док је изузетно танки слој материјала. Коришћењем само неколико слојева графена, истраживачи су успјели да развију арматуру која може да заустави пројектил, а све то без потребе за дебелим оклопом. Ово би могло значити крај тешких, незгодних заштитних прслука који се користе данас, као и отварање нових могућности за војне и полицијске униформе, оклопна возила, па чак и заштиту цивила.

Чини се да питање више није „шта графен може“, већ „шта графен не може да учини“.

Графен је токсичан када се удахне, прогута или упије преко коже, тада ствара оксидативни стрес, али се може урадити детоксикација.

Уз остале импресивне карактеристике овог материјала будућности, листови графена могу сами да закрпе и своје рупе.

Истраживачи са Универзитета у Манчестеру случајно су открили да је графен, чија је слабост то што је због своје „дебљине“ од једног атома склон оштећењу. Када се изложи гомили слободних атома угљеника, међутим, може сам попунити све рупе – и бити као нов.

Пратите нас на нашој Фејсбук и Инстаграм страници и X налогу.