Grafeen
Grafeen on üks süsiniku vormidest. Sarnaselt teemantidele ja grafiidile on süsiniku eri vormidel (või "allotroopidel") erinev kristallstruktuur, mis annab neile erinevad omadused. Grafeen on mitmete 3D-allotroopide, nagu grafiit, süsi, fullereen ja süsiniknanotorud, 2D (kahe mõõtmega) põhivorm.
Mõiste "grafeen" sai alguse Hanns-Peter Boehmi poolt, kes kirjeldas 1962. aastal ühekihilisi süsinikkilede, mis on kombinatsioon grafiidist ja järelliitest "-ene". Grafeen on nagu meekärg- või "kanatraadist" koosnev struktuur, mis koosneb süsinikuaatomitest ja nende sidemetest. Grafiit koosneb paljudest grafeenilehtedest, mis on üksteise peale laotud.
Kolm miljonit grafeenilehte, mis on kokku pandud grafiidiks, oleksid vaid ühe millimeetri paksused.
Nobeli füüsikapreemia 2010. aastal anti Sir Andre Geimile ja Sir Konstantin Novoselovile "teedrajavate katsete eest seoses kahemõõtmelise materjali grafeeniga".
Võimalike rakenduste hulgas on ka grafeeni superkondensaatorid.
Grafeen on süsinikuaatomitest koosnev aatomi-suuruses mesilase võre.
Grafeenoksiid
Manchesteri ülikooli rahvusvaheline meeskond valmistas grafeenoksiidist membraani. Nad näitasid, et see blokeeris paljusid gaase ja vedelikke, kuid lasi vett läbi. Sir Andre Geim ütles: "Heeliumgaasi on raske peatada. See lekib aeglaselt isegi läbi millimeetri paksuse aknaklaasi, kuid meie üliõhukesed kiled blokeerivad selle täielikult. Samal ajal aurustub vesi takistamatult läbi nende. Materjalid ei saa käituda imelikumalt".
Viimane idee
Grafeenist valmistatud membraanid on päris head kuulide peatajad. Uuringud näitavad, et aatomi paksune kiht neelab tabamust paremini kui teras. Uurimisrühm soovitab, et grafeeni kombineerimine ühe või mitme lisamaterjaliga, et moodustada komposiit, võib olla edasine tee.
Grafeeni patendid
Grafeeni leiutamine on toonud kaasa palju patente selle praktiliseks kasutamiseks. Aastal 2013 oli skoor:
- Hiina üksused: 2,204
- USA üksused: 1,754
- Lõuna-Korea üksused: 1,160
- Ühendkuningriigi üksused: 54
Lõuna-Korea elektroonikagigant Samsung paistab silma kui ettevõte, kellel on kõige rohkem grafeenpatente.
Küsimused ja vastused
K: Mis on grafeen?
V: Grafeen on üks süsiniku vormidest, millel on süsiniku aatomitest ja nende sidemetest koosnev kahemõõtmeline meekärg- või "kanatraadist" struktuur.
K: Kuidas on grafeen seotud grafiidiga?
V: Grafiit koosneb paljudest kokku laotud grafeenilehtedest - kolm miljonit grafeenilehte kokku laotuna moodustaksid grafiidi, mille paksus oleks vaid üks millimeeter.
K: Kes lõi termini "grafeen"?
V: Mõiste "grafeen" loodi 1962. aastal Hanns-Peter Boehmi poolt grafiidi ja järelliite "-ene" kombinatsioonina.
K: Mille eest said Sir Andre Geim ja Sir Konstantin Novoselov 2010. aasta Nobeli füüsikapreemia?
V: Sir Andre Geim ja Sir Konstantin Novoselov said 2010. aasta Nobeli füüsikapreemia "teedrajavate katsete eest seoses kahemõõtmelise materjaliga grafeen".
K: Millised on grafeeni võimalikud rakendused?
V: Grafeeni võimalike rakenduste hulka kuuluvad superkondensaatorid.
K: Milliseid muid vorme või allotroope on süsinikul peale grafeeni veel?
V: Muude vormide või allotroopide hulka, mis süsinikul peale grafeeni on, kuuluvad teemant, grafiit, süsi, fullereen ja süsiniknanotorud.
