Geleceğin Teknolojisi “Grafen” Nedir?

Kurşun kalemlerde kullanılan grafit maddesinin tek katmanlı hali olan “grafen” dünyayı değiştirecek bir teknolojiye sahip deseydim (pazarlamacı gibi) inanır mıydınız?

Grafit milyarlarca yıldır dünyada olmasına rağmen onun katmanı olan Grafen, 20 yıldır gündem olan bir madde.
Son 20 yıl derken keşfedilme tarihi tam olarak bilinmiyor. Örneğin kurşun kalemin icat edilmesi yada üretimi sırasında defalarca kez grafen maddesiyle karşılaşılmış ve dolayısıyla çok eski zamanlarda keşfedilmişti ama pek dikkat çekmemişti.
İlk kez 1962 yılında resmi olarak incelenme fırsatı bulunan Grafen, elektron teleskobu altında bakıldı ve diğer metal maddelerin birer parçası olarak görüldü. Bunun sebebi grafen maddesini hiçbir zaman izole olarak incelenmemesiydi. Sonrasında grafen maddesi uzunca bir süre rafa koyuldu.

Araştırma Görevlisi Andre Geim ve öğrencisi Konstantin Novoselov, 2004 yılında Manchester Üniversitesinde grafen hakkında kapsamlı bir araştırma yapmaya giriştiler. Önce grafen maddesini ilk kez izole ettiler sonrada grafen hakkında yapılan bütün tanımları değiştirdiler.

Geim ve Novoselov yaptıkları grafen çalışmalarından ötürü 2010 yılında dünyanın en prestijli bilim ödülü olan Nobel Fizik ödülünü kazandılar. Böylece grafen maddesi, bilim adamları tarafından artık vazgeçilmez bir maddeydi.

Binalarımız için çelik olmazsa olmazdır, bilgisayar ve makine bileşenleri için silikonlar vazgeçilmezdir, çok güçlü malzemeler olan karbon-fiber gibi kompozit malzemeler yüksek verimliliğe sahiptir. Grafen ise hepsinden üstün durumdadır çünkü iki boyutlu bir malzeme ele alalım, bu malzeme sayesinde doğada bulunmayan 3 boyutlu malzemelere dönüştürebileceğiz ve nano boyutlarda kontrol edebileceğiz. Bu verileri Novoselov ifade etti.

Grafenin iki boyutlu olması neyi ifade ediyor?

Evrende rastladığımız malzemelerin neredeyse hepsi üç boyutludur.
Bilim insanları da, bir malzemenin özellikleri nedir ve iki boyutlu düzende olduğunda nasıl değiştiğiyle ilgili henüz çok az bir bilgiye sahiptir. Grafenin özellikleri de karbonun üç boyutlu düzeni olan grafitten çok farklıdır bu sebeple grafen araştırmaları malzemelerin iki boyutlu düzende nasıl özellikler kazandığını tahmin etmemizde oldukça yararlıdır.

Grafen Ve Elektrik

Elektrik bu basit bal peteği grafen yaprağı üzerinden çok hızlı akmaktadır. Bilinen birçok iletken metaldir, fakat grafen karbon temelli bir ametaldir. Bu sebeple, elektrik akımını metal olmadan iletmek durumunda kalacağımız koşullar için grafen araştırmaları önem kazanmaktadır. Bu koşulların ne olduğuyla ilgili soruyu cevaplamak için ise henüz erken.
Çok küçük bir alanda elektrik iletimi sağlayabildiği için, grafen minyatürize edilmiş süper hızlı bilgisayar ve transistör araştırmalarında oldukça önemlidir çünkü cihazlar çalışmak için çok küçük miktarda güce ihtiyaç duymalıdırlar. Grafen esnek, güçlü ve şeffaftır.

Grafenin başlıca özellikleri

1-Grafenin en önemli üç özelliği çelikten 100 ile 300 kat arası daha sağlam olması, şu ana kadarki bilinen oda sıcaklığında en iyi iletken olması ve esnek olmasıdır.

2-Grafen bilinen en ince ve en hafif malzemedir.

3-Grafen saydamdır.

Peki Grafen hangi konularda kullanılabilir?

-Bataryaların ultra hızlı şarj edilmesi,
-Radyoaktif atıkların daha kolay temizlenebilmesi,
-Kapasitesi yüksek bellekler, hafızalar.
-Grafen temelli güncellenebilen elektronik kağıtlar,
-Küçük ve verimli biyosensör cihazlar,
-Bataryaların yerini alabilecek süperkapasitörler,
-Su geçirmeyen kıyafetler,
-Daha sağlam ve hafif uçaklar ve koruma ekipmanları,
-Doku yenilenmesinde yardımcı malzeme olarak kullanmak,
-Tuzlu suyu, içilebilir suya dönüştürmek,
Doğrudan vücuttaki nöronlara bağlanabilen biyonik cihazlar…

Grafen maddesi temelinde geliştirilen teknolojileri heyecanla takip ediyoruz.

---

Kaynakça:
https://bit.ly/3xzJ3k3
https://tr.wikipedia.org/wiki/Grafen
https://bit.ly/2SH7EVA

Günün müziği: Ludovico Einaudi – Experience