7792
Grafen Stephen Lyth
[ Ezoterika ] 2024-09-28
Grafen - "kouzelný materiál" vynalezený v roce 2004, který mění průmysl a civilizaci
z webových stránek TheConversation
Stephen Lyth je profesorem chemického a procesního inženýrství na univerzitě ve Strathclyde (Skotsko). "Magický materiál", který měl způsobit revoluci ve světě, nesplnil všechny své velké sliby. Hraje však tichou a zásadní roli ve velké části technologie, která nás obklopuje... V říjnu uplyne 20 let od chvíle, kdy dva fyzici z University of Manchester, Andre Geim a Konstantin Novoselov, publikovali průkopnickou studii o "vlivu elektrického pole na atomárně tenké uhlíkové filmy". Jejich práce popisovala mimořádné elektrické vlastnosti grafenu, krystalické formy uhlíku ekvivalentní jedné vrstvě grafitu o tloušťce pouhého jednoho atomu. Přibližně v té době jsem začal studovat doktorát na University of Surrey. Náš tým se specializoval na elektrické vlastnosti uhlíku. Uhlíkové nanotrubice byly posledním módním výstřelkem, který jsem s radostí sledoval. Jednoho dne můj profesor poslal skupinu z nás do Londýna na přednášku známého popularizátora vědy z Manchesterské univerzity.
Byl to André Geim.
Nebyli jsme zklamáni. Pro nás, začínající doktorandy, to bylo inspirativní, protože se tam mluvilo o efektních pátečních pokusech s levitujícími žábami, než se přešlo k atomárně tenkému uhlíku. Přesto jsme byli k tomuto pojetí uhlíku skeptičtí. Nemohli jsme uvěřit, že materiál efektně získaný z tužky izolepou je skutečně tím, za co se vydává. Ale mýlili jsme se.
Práce byla rychle kopírována a reprodukována vědci po celém světě. Byly navrženy nové metody výroby tohoto materiálu. Neuvěřitelná tvrzení o jeho vlastnostech vypadala jako něco z komiksu Stana Leeho. Silnější než ocel, velmi pružný, super kluzký a nepropustný pro plyny. Je to lepší elektronický vodič než měď a lepší tepelný vodič než diamant, prakticky neviditelný a vykazuje řadu exotických kvantových vlastností. Grafen byl oslavován jako revoluční, slibný, ultrarychlý elektronický superpočítačový supersilný materiál. Byla učiněna další fantastická tvrzení, vesmírné výtahy, sluneční plachty, umělé sítnice, neviditelné pláště... Pouhých šest let po své první práci byla Geimovi a Novoselovovi udělena Nobelova cena za fyziku, což ještě více podnítilo vzrušení kolem těchto úžasných věcí. Od té doby byly o grafenu a souvisejících materiálech publikovány stovky tisíc akademických prací.
Ne všichni s tím ale souhlasí. Prolistujte si sekci komentářů u jakéhokoli populárního článku o daném materiálu a rychle najdete skeptiky. Stěžují si, že jsme po desetiletí snášeli prázdné sliby o dopadu grafenu na reálný svět. Ptají se, kde jsou revoluční produkty, které obohatí naše životy, nebo zachrání svět před klimatickými změnami? Byl tedy grafen obrovským úspěchem, nebo neúspěchem? Jak už to tak bývá, realita je někde mezi.
Vzestupy a pády grafenu
Pokud jde o vnímání veřejnosti, je spravedlivé říci, že grafen byl podroben nemožnému standardu. Populární média jistě mohou zveličovat vědecké příběhy, aby získala kliknutí, ale ani akademici - včetně mě - nejsou imunní vůči přehánění, nebo spekulacím o svých oblíbených projektech. Řekl bych, že to může být dokonce užitečné a pomoci to pohánět nové technologie. Může se však také objevit odpor, když pokrok vypadá zklamáním. To znamená, že převratné technologie, jako jsou automobily, televize, nebo plasty, vyžadovaly desítky let vývoje. Grafen je stále nováčkem ve velkém schématu věcí, takže je příliš brzy na to, abychom dělali ukvapené závěry o jeho dopadu. V tichosti se neustále začleňoval grafen do mnoha praktických aplikací. Velkou zásluhu na tom má Graphene Flagship, významná evropská výzkumná iniciativa koordinovaná Chalmers University of Technology ve Švédsku.
Jejich cílem je přenést grafen a související materiály z akademického výzkumu do reálných komerčních aplikací a výsledkem je, že za poslední desetiletí bylo vyvinuto více než 90 produktů. Patří mezi ně směsné plasty pro vysoce výkonné sportovní vybavení, odolnější - závodní pneumatiky pro jízdní kola, motocyklové přilby, které lépe rozkládají síly nárazu, tepelně vodivé povlaky pro součásti motocyklů, maziva pro snížení tření a opotřebení mezi mechanickými částmi, což umožňuje rychlejší načítání a delší životnost. Grafen nyní začíná splňovat očekávání napříč průmyslovými odvětvími, jako je letectví (Airbus), vodivé grafenové inkousty se nyní používají k výrobě senzorů, bezdrátových sledovacích štítků, topných prvků, elektromagnetického stínění, k ochraně citlivých elektronických součástek.
Grafen se dokonce používá ve sluchátkách ke zlepšení kvality zvuku a jako účinnější způsob přenosu tepla v klimatizačních jednotkách. Produkty z oxidu grafenu se používají k odsolování, čištění odpadních vod a čištění pitné vody. Mezitím lze zakoupit různé grafenové materiály pro použití v mnoha dalších produktech a velkých korporacích, včetně SpaceX, Tesla, Panasonic, Samsung, Sony a Apple... Říká se o nich, nebo je známo, že je každý používá k vývoji nových produktů.
Od slibu k praktičnosti
Dopad grafenu na vědu o materiálech je nepopiratelný. Dopad na spotřební výrobky je hmatatelný, ale ne tak viditelný. Jakmile je materiál integrován do funkčního produktu, není třeba jej neustále zmiňovat a obavy o duševní vlastnictví mohou způsobit, že se společnosti v každém případě zdráhají jít do podrobností. Spotřebitelé proto mohou blaženě ignorovat, že jejich auto, mobilní telefon, nebo golfová hůl obsahují grafen, a pravděpodobně je jim to jedno, pokud to funguje. Se zlepšováním výrobních metod a snižováním nákladů můžeme očekávat, že grafen bude stále více přijímán. Úspory z rozsahu jej učiní dostupnějším a rozsah aplikací se bude pravděpodobně i nadále rozšiřovat. Osobně mám po dvou desetiletích stále radost, když v laboratoři zkouším něco nového. I když mohu být vinen tím, že jsem přispěl k počátečnímu humbuku, zůstávám optimistický ohledně potenciálu grafenu. Stále čekám na svou jízdu vesmírným výtahem, ale mezitím se budu utěšovat vědomím, že grafen již pomáhá utvářet lepší budoucnost, tiše a vytrvale.
Zdroj:
https://www.bibliotecapleyades.net/ciencia4/coronavirusvaccine251.htm
Zpět
