گرافن (Graphene) با توجه به ویژگی‌های بی‌نظیرش حکم مادهٔ شگفت‌انگیز و تاثیرگذار بر آیندهٔ تکنولوژی را دارد. لذا قبل از ورود علمی به چیستی این ماده لازم است با کاربردهای آن آشنا شویم.
کاربردهای گرافن (Graphene)
گرافن به علت انرژی سطحی بسیار بالای آن و آزاد بودن الکترون Π، خواص و ویژگی هایی از خود ارائه می دهد که منجر به کاربردهای منحصر به فردی می شود. در ادامه به معرفی برخی کاربردهای گرافن در ساختارهای کربنی خواهیم پرداخت.
-
کاربردهای الکترونیکی گرافن
گرافن می تواند برای ساخت ترانزیستورها مورد استفاده قرار بگیرد.
-
کاربردهای الکترونوری گرافن (Graphene)
یکی از حوزه هایی که گرافن در آن کاربرد زیادی دارد و در آینده گرافن کاربرد صنعتی زیادی در آن خواهد داشت، کاربردهای الکترونوری است از قبیل ساخت صفحات لمسی، نمایشگرهای کریستال مایع(LCD) و دیودهای نوری آلی(OLED) است
-
ساخت کامپوزیت ها برای استحکام بخشی گرافن
با پوشش دادن گرافن (Graphene) بر سطح فضاپیما یا هواپیما، می توان از هواپیما در مقابل رعد و برق و یا امواج الکتریکی محافظت کرد. از گرافن و استحکام آن، می تواند در بسیاری از کامپوزیت های دیگر نیز برای افزایش استحکام و مقاومت مکانیکی استفاده کرد.
-
استفاده از گرافن به عنوان حامل دارو
با افزایش انحلال پذیری گرافن یا اکسید گرافن از طریق استفاده از پلیمرهای عامل دار ، از آن برای دارورسانی استفاده می شود.
-
استفاده از گرافن مهندسی پزشکی
گرافن (Graphene) بدلیل سطح زیاد، رسانایی بالا، نازکی و استحکام، به احتمال بسیار زیاد در آینده در حوزه مهندسی پزشکی کاربردهای بسیار خواهد یافت. از گرافن می توان برای بهبود بخشیدن به حسگرهای زیستی استفاده کرد. تنها مشکلی که همچنان برای استفاده از گرافن در پزشکی وجود دارد، اثبات سالم بودن آن برای بدن است.
-
استفاده از گرافن فیلتراسیون
ساختار گرافن به صورتی است که مولکول های آب می توانند از آن عبور کنند به همین دلیل گرافن (Graphene) می تواند در سیستم های تصفیه آب و آب شیرین کن مورد استفاده قرار بگیرد.
-
استفاده از گرافن برای ذخیره انرژی
امروزه استفاده از گرافن (Graphene)به عنوان آند در باتری های لیتیوم یونی جهت افزایش طول عمر باتری ها، افزایش ذخیره انرژی و قابلیت سریع شارژ شدن، به شدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.
گرافن (Graphene) چیست؟
گرافن، یکی از آلوتروپ‌های کربن به قطر یک اتم و با آرایش شش‌ضلعی است. از ویژگی‌های جالب توجه گرافن می‌توان به این‌ها اشاره کرد:
- می‌تواند خودش را ترمیم کند.
- نازک‌ترین ترکیب شناخته‌شده‌است.
- سبک‌ترین ماده است (هر مترمربع از آن فقط ۰٫۷۷ میلی‌گرم وزن دارد).
- قوی‌ترین ترکیب کشف شده‌است (۱۰۰ تا ۳۰۰ برابر از فولاد قوی‌تر بوده و دارای سختی کششی ۱۵۰ میلیون psi است)
- بهترین هدایت‌کنندهٔ گرما و الکتریسیته در دمای اتاق است.
باتوجه ویژگی هایی که برشمردیم از این ترکیب شیمیایی می‌توان در ساخت هر چیزی از هواپیما گرفته تا جلیقه‌های ضدگلوله‌ای که ۱۰ برابر از فولاد مقاوم‌ترند و سلول‌های سوختی استفاده کرد. حتی می‌توان آن را به یک عامل ضدسرطان تبدیل کرد. قدرت ایجاد تحول آن در الکترونیک بیشتر از دیگر زمینه‌هاست و می‌تواند جایگزین سیلیکونی شود که بر اساس قانون مور (Moore’s law) حسابی فشرده شده‌است.
با وجود تمام این ویژگی‌های بی‌نظیر، گرافن (Graphene) حکم مادهٔ شگفت‌انگیز و تاثیرگذار بر آیندهٔ تکنولوژی را دارد. مرحلهٔ بعدی تولید است. بزرگ‌ترین مشکلی که دانشمندان درحال‌حاضر مشغول حل کردن آن هستند تولید انبوه گرافنی است که به اندازهٔ کافی برای به‌کاربردن در صنعت خالص بوده و از قیمت پایینی هم برخوردار باشد. وقتی این اهداف محقق شود، عصر با گرافن (Graphene) و کاربردهای آن چقدر آشنایی دارید؟هم شروع خواهد شد.
منابع: تماد کالا / ویرگول
