Jak powstał grafen – przyszłościowy wynalazek łódzkich naukowców?

Świat zmienia się na naszych oczach, a dzisiejsza technologia niejednym potrafi zadziwić. Tysiące naukowców z całego świata pracują nad lepszymi i bardziej wydajnymi rozwiązaniami. Już wkrótce może nas czekać kolejna rewolucja technologiczna – a to wszystko za sprawą grafenu. Jak się okazuje, swój wkład mogą mieć w to również łódzcy naukowcy.

Dlaczego grafen jest taki niezwykły?

Niektórym osobom może się wydawać – a winę za to ponoszą głównie media – że grafen niejako został wynaleziony stosunkowo niedawno. Należy jednak pamiętać, że opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 r. Dopiero po upłynięciu ponad połowy wieku (w 2004 r.) naukowcy z Georgii i Manchesteru zdołali wyprodukować grafen. Dlaczego naukowcy tak bardzo zawzięli się na badanie i wytwarzanie czegoś, co jest tak naprawdę kolejną alotropową odmianą węgla (obok grafitu czy diamentu)? Okazało się, że grafen ma niezwykłe właściwości. Po pierwsze – jest rewelacyjnym przewodnikiem ciepła. Po drugie – ma niezwykle małe rozmiary; „pojedynczy” grafen to siatka przypominająca plaster miodu. Jego grubość można porównać do grubości… jednego atomu. Dodatkowo ta sama jednoatomowa warstwa jest niezwykle wytrzymała. Nie można też zapominać o świetnym przewodnictwie elektrycznym (szacuje się, że grafen jest pod tym względem kilkadziesiąt razy wydajniejszy od krzemu) i elastyczności materiału. Co to wszystko oznacza? Grafen jest idealnym materiałem do wykorzystywana w branży komputerowej i szeroko rozumianej branży technologicznej. Grafen skutecznie usprawniłby i przyspieszył działanie wielu urządzeń. Dotyczy to przede wszystkim procesorów – takie, które zostałyby zbudowane z grafenu, byłyby znacznie szybsze od obecnych, krzemowych. Początkowo produkcja grafenu była niezwykle kosztowna, a po określeniu właściwości materiału uznano go nawet za najdroższy materiał na ziemi (koszt produkcji centymetra kwadratowego oszacowano na około 100 mln dolarów). 

Polski (i łódzki) wkład w grafen

W badania nad grafenem wkład mają także Polacy, a konkretniej dwa zespoły – jeden z Warszawy (Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych wraz z Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego) a drugi z Łodzi (Politechnika Łódzka). Łodzianie zaprezentowali szczególnie ciekawy wynalazek, który ma służyć do produkcji grafenu z fazy ciekłej. Dzięki urządzeniu możliwe byłoby wytwarzanie grafenu w wielko powierzchniowych płatach, w dodatku w jakości zbliżonej do założeń teoretycznych. Produkt otrzymał nazwę HSMG. Opracowana przez łodzian metoda wytwarzania grafenu została opatentowana i uzyskała ochronę w USA i całej Unii Europejskiej. Czas pokaże, czy to właśnie dzięki łódzkim naukowcom produkcja grafenu okaże się tak szybka i wydajna jak jeszcze nigdy wcześniej.