Το γραφένιο αποτελεί ένα υλικό που απομονώθηκε για πρώτη φορά με επιτυχία το 2004. Διαθέτει δισδιάστατη δομή που μοιάζει με κηρήθρα και μια ευρεία γκάμα από πολύ ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Αυτό το φυσικά διαφανές πλέγμα ατόμων άνθρακα πάχους 1 χιλιοστού έχει πολλαπλές εφαρμογές και θα μπορούσε δυνητικά μια μέρα να λύσει την παγκόσμια κρίση νερού. Σύμφωνα με στατιστικά από το Fortune Business Insights, η αγοραία αξία του θα φθάσει τα 2,8 δισεκατομμύρια δολάρια το 2027.
Τι είναι το Γραφένιο;
Πρόκειται για ένα ενιαίο στρώμα (μονοστοιβάδα) ατόμων άνθρακα, σφιχτά συνδεδεμένο σε ένα εξαγωνικό κυψελωτό πλέγμα. Είναι το δομικό στοιχείο του γραφίτη, ο οποίος αποτελείται από πολλαπλά στρώματα αυτών των μονοστοιβάδων ατόμων άνθρακα το ένα πάνω στο άλλο.
Ακολουθεί μια γρήγορη ανάλυση των ιδιοτήτων του:
-Είναι το ελαφρύτερο υλικό που γνωρίζει ο άνθρωπος, με 1 τετραγωνικό μέτρο να ζυγίζει μόνο 0,77 χιλιοστόγραμμα.
-Παρά το μικρό βάρος του, εξακολουθεί να είναι 200 φορές ισχυρότερο από το ατσάλι.
-Είναι ένας από τους ισχυρότερους αγωγούς θερμότητας και ηλεκτρισμού.
-Έχει επίσης ομοιόμορφη απορρόφηση φωτός στα ορατά και κοντά στο υπέρυθρο μέρη του φάσματος.
-Δεδομένου ότι το γραφένιο είναι ένα καθαρό υλικό με βάση τον άνθρακα, είναι δυνητικά μια βιώσιμη λύση για έναν σχεδόν απεριόριστο αριθμό εφαρμογών.
Μελλοντικές εφαρμογές
Οι δυνατότητες που ανοίγονται στο μέλλον της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι απεριόριστες και το γραφένιο ανήκει σε αυτό το μέλλον.
Ακολουθούν ορισμένες μεγάλες εφευρέσεις που οπυ αναμένονται στο εγγύς μέλλον με βάση το γραφένιο:
Καύσιμο από τον αέρα
Μια ομάδα Βρετανών ερευνητών με επικεφαλής τον νομπελίστα Andre Geim έδειξε ότι το γραφένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων σε κυψέλες καυσίμου. Το εύρημα εξέπληξε τους πάντες αφού κανείς δεν περίμενε ότι οι μεμβράνες θα επέτρεπαν στα πρωτόνια να περάσουν μέσα από τη σφιχτή, εξάγωνη δομή του πάχους ενός ατόμου. Επιπλέον, οι μεμβράνες γραφενίου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση του αερίου υδρογόνου από την ατμόσφαιρα, επιτρέποντας στις κινητές κυψέλες καυσίμου να λειτουργούν μόνο με αέρα.
Περισσότερο πόσιμο νερό
Το γραφένιο θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση της παγκόσμιας κρίσης νερού. Οι μεμβράνες από γραφένιο είναι αρκετά μεγάλες ώστε να αφήνουν το νερό να περάσει, αλλά αρκετά μικρές για να φιλτράρουν το αλάτι. Με άλλα λόγια, αυτές οι μεμβράνες θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στην τεχνολογία αφαλάτωσης.
Ένας κόσμος χωρίς σκουριά
Επειδή είναι ουσιαστικά αδιαπέραστο, μια στρώση χρώματος με βάση το γραφένιο θα μπορούσε μια μέρα να χρησιμοποιηθεί για την εξάλειψη της διάβρωσης και της σκουριάς. Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό επειδή το εκτιμώμενο παγκόσμιο κόστος της διάβρωσης είναι 2,5 τρισεκατομμύρια δολάρια ετησίως.
Συντήρηση έργων τέχνης Το γραφένιο προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα: μπορεί να παραχθεί σε μεγάλα, λεπτά φύλλα. Μπλοκάρει το υπεριώδες φως και είναι αδιαπέραστο από το οξυγόνο, την υγρασία και άλλους διαβρωτικούς παράγοντες.Πάνω σε ένα έργο τέχνης, θα μπορούσε να αποτρέψει το μη αναστρέψιμο ξεθώριασμα του χρώματος λόγω της έκθεσης στο φως και των οξειδωτικών παραγόντων (όπως ο αέρας).
Αξιζει πάντως να αναφερθεί πως η μαζική παραγωγή γραφενίου αποτελεί μια δαπανηρή υπόθεση. Χρειάζονται περίπου 100 $ για να παραχθεί ένα μόνο γραμμάριο αυτού του υλικού. Ακόμη και τότε, οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη μαζική παραγωγή γραφενίου παράγουν προϊόντα χαμηλής ποιότητας και απελευθερώνουν άνθρακα στο περιβάλλον.
