عصرایران؛ محمد مهدی حیدرپور - گرافن ممکن است مفیدترین ماده جهان باشد. اگرچه این ماده به اندازه یک اتم کربن ضخامت دارد اما 100 برابر قوی‌تر از فولاد بوده و همچنین بسیار انعطاف پذیر است. گرافن برای نخستین بار تقریبا یک دهه پیش توسط پژوهشگران معرفی شد اما فهرست پتنت های شامل این ماده به طور سرسام آوری هر ساله رشد می کند. این بازه زمانی ممکن است برای ایجاد یک انقلاب فناوارانه توسط گرافن و ایجاد تغییر در جهان کافی نباشد اما روند سریع پیشرفت و گسترش استفاده از این ماده آینده ای روشن را ترسیم کرده است. در ادامه برخی از نوآوری های گرافنی که در آینده نزدیک می توان شاهد حضور آنها در بازار بود را معرفی می کنیم.

گرافن جهان را تغییر می دهد

سوخت از هوا

"آندره گایم" از دانشگاه منجستر و برنده جایزه نوبل اخیرا نشان داده است گرافن می تواند برای ساختن ژنراتورهای الکتریکی قابل حمل که از هیدروژن استخراج شده از هوا نیرو می گیرند، استفاده شود. اگرچه گرافن نسبت به کوچک‌ترین اتم ها نیز نفوذناپذیر است اما با این وجود می تواند برای غربال اتم های هیدروژن استفاده شود.

این به معنای آن است که فیلم های گرافن می توانند به صورت گسترده برای بهبود بهره‌وری غشاهای پروتونی که از اجزا ضروری فناوری سلول سوختی هستند بکار گرفته شوند. گایم آینده ای را ترسیم می کند که در آن خودروها می توانند با مقدار اندکی از هیدروژن هوا حرکت کنند.

دید فروسرخ

در فیلم علمی‌تخیلی "غارتگر" موجوداتی بیگانه دارای توانایی مشاهده محیط اطراف در حالت فروسرخ حرارتی نقش آفرینی می کردند. امروزه و به لطف گرافن، ممکن است ما نیز قادر به برخورداری از قدرت دید مشابه با آن موجودات بیگانه باشیم. پژوهشگران دانشگاه میشیگان لنزهای تماسی از جنس گرافن را توسعه داده اند که به فرد اجازه می دهد طیف فروسرخ به علاوه طیف های مرئی و فرابنفش را احساس کند. در صورت یکپارچه سازی این فناوری با لنزهای تماسی و یا دستگاه های الکترونیکی پوشیدنی دیگر قدرت دید انسان افزایش می یابد و به شیوه ای جدید با محیط اطراف خود تعامل خواهد داشت.

محصولات الکترونیکی مبتنی بر گرافن

دره سیلیکون در آمریکا را فراموش کنید زیرا آینده ممکن است بر دره گرافن متکی باشد. امروزه، دستگاه های الکترونیک به سیلیکون به عنوان یک جز ضروری وابسته هستند اما ترانزیستورهای سیلیکونی به حداقل اندازه خود که می توانند کارایی موثری را ارائه کنند، رسیده اند. ماهیت فوق نازک گرافن می تواند پاسخی به این مشکل باشد. گرافن می تواند به تولید دستگاه های الکترونیکی سریع‌تر از گذشته کمک کند. همچنین، این ماده ساخت نمایشگرهای لمسی انعطاف پذیر که غیر قابل شکستن هستند را امکان‌پذیر خواهد کرد.

جهانی بدون زنگار

از آن جایی که گرافن ماده ای غیر قابل نفوذ است پوشش رنگ بر پایه گرافن می تواند برای جلوگیری از فرسودگی، خوردگی و ایجاد زنگار بکار گرفته شود. پژوهشگران نشان داده اند محفظه های شیشه ای یا ظروف مسی با پوشش رنگ گرافنی می توانند برای نگهداری اسیدهای خورنده قوی استفاده شوند.

اقیانوس های آشامیدنی

گرافن می تواند به اتمام بحران جهانی آب کمک کند. غشاهای گرافنی می توانند به اندازه ای بزرگ تولید شوند که اجازه عبور آب را داده اما به اندازه کوچک باشند که نمک را از آب تصفیه کنند. به بیان دیگر، گرافن می تواند انقلابی در فناوری نمک‌زدایی ایجاد کند. بنابر یافته های پژوهشگران، گرافن نانومتخلخل ممکن است نقشی ارزشمند در تصفیه آب ایفا کند.

کاغذدیواری درخشان

به لطف توسعه فناوری جدید الکترود مبتنی بر گرافن که نمایشگرها را نازک‌تر از گذشته می سازد، دیوارهای درخشان به زودی می توانند جایگزین لامپ شوند. کاغذدیواری های درخشان نور قابل تنظیم و دلپذیرتری را نسبت به لامپ های معمولی در سراسر اتاق ایجاد می کنند و از نظر مصرف انرژی نیز کارآمدتر هستند.

با استفاده از گرافن به جای الکترودهای فلزی رایج، بازیافت اجزای آینده ساده‌تر خواهد بود و از این رو جنبه دوستدار محیط زیست بودن آنها نیز تقویت می شود.

انسان بیونیک

اگر در حال حاضر احساس می کنید بیش از اندازه با فناوری یکپارچه شده اید با تجربه شرایط آینده شگفت‌زده خواهید شد. مطالعات صورت گرفته در زمینه گرافن به آزمایش هایی منجر شده که در آنها دستگاه های الکترونیکی می توانند با سیستم های بیولوژیکی بدن انسان یکپارچه شوند. بر همین اساس، در آینده نزدیک ممکن است شاهد کاشت گجت های گرافنی باشیم که می توانند سیستم عصبی بدن انسان را خوانده و یا با سلول های بدن صحبت کنند. این مساله می تواند به پیشرفتی چشمگیر در علم پزشکی منجر شود زیرا پزشکان می توانند نظارت بهتری بر بدن انسان داشته و همچنین به تشخیص و تنظیم سیستم های بیولوژیکی برای سلامت مطلوب کمک می شود.

زره ضد گلوله

با توجه به ضخامت کم گرافن و قدرت بالای این ماده استفاده از آن در ساخت جلیقه های ضد گلوله اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. پژوهشگران دریافته اند ورقه های گرافن اثر ضربه را دو برابر بیشتر از کولار، ماده ای که به طور معمول در جلیقه های ضد گلوله استفاده می شود، جذب می کنند. از این رو، جان سربازان و مجریان قانون در امنیت بیشتری قرار می گیرد. ضخامت کم گرافن حتی می تواند به پیشرفت هایی در زمینه ضد گلوله ساختن سطوح دیگر مانند شیشه پنجره منجر شود.

برای خواندن مطالب بیشتر در زمینه علم و فناوری به اینجا مراجعه کنید.

بیشتر بخوانید:

گرافن تحت تابش امواج تراهرتز مثل عسل رفتار می‌کند

تماشاخانه