Grafen Nedir, Nerelerde Kullanılır ve Bilime Katkıları

Grafen Nedir, Nerelerde Kullanılır ve Bilime Katkıları

Grafen Nedir, Nerelerde Kullanılır ve Bilime Katkıları

Grafenin Tarihçesi

Grafen, teknolojide devrim niteliği taşıyan gelişmelere neden olan, karbon atomlarının iki boyutlu bal peteği düzenidir. Karbon atomunun bal peteği örgülü yapısı grafen, 2004’te Rus kökenli İngiliz bilim adamları Andre Geim ve Konstantin Novoselov tarafından keşfedilmişti. Geim ve Novoselov, keşifleriyle 2010’da Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmüştü. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, Geim ve Novoselov’a “mucize yapıtaşı grafen üzerine yaptıkları çığır açıcı deneyler” nedeniyle ödül verildiğini açıklamıştı.

Gelişen teknoloji ve artan ihtiyaçlar doğrultusunda, bilim adamları bu ihtiyaçlara cevap verecek malzemeler için yoğun çalışmalar yapıyor. Yüksek sıcaklığa dayanabilen, yüksek mukavemetli, hafiflik, iletkenlik gibi kullanım alanına göre ortaya çıkan ihtiyaçlara cevap verebilecek kompozit malzemenin yanısıra bilim adamlarının öncelikli araştırma konularından olan grafenden bahsetmeye çalışacağız.

Grafen Nedir?

Telefonların bataryasının günün orasına kadar bile dayanamadığı günümüzde, 1 dakikadan daha kısa sürede şarj edilebilen bir akıllı telefon düşünün. Olmadık zamanda yanlışlıkla suya ya da sert bir zemine düşen tabletinizi de. Artık bu tip teknolojik gelişmeler hayal değil. Bükülebilen incecik ve daha estetik telefonlar, elektronik kağıtlar, su geçirmez giysiler, daha dayanıklı spor aletleri ve 3 boyutlu yazıcılar gibi pek çok alanda graphene malzemesi bir devrim niteliğinde sonuçlar vermektedir.

Graphene, en basit tanımıyla, karbon atomlarının bal peteği örgülü yapılarından birisi olarak tanımlanabilir. Karbon atomları öylesine sıkı dizilmiştir ki, en küçük helyum atomu dahi bu atomların arasından geçemez. Bu özelliği iletken ve yüksek dayanımlı olmasını sağlamıştır. Elektronik aygıtların boyutu, silisyumun düşük boyutlarda kararlılığını yitirmesi sebebiyle ulaşılabilecek en ufak seviyelere inmişti. Fakat Grafen sayesinde artık elektronik aygıtlar istenildiği kadar rahat ve işlevsel tasarlanabilecektir. Karbon atomları arasındaki çok yakın münasebet, su geçirmez teknolojilerin geliştirilmesini sağlamıştır.

Araştırmalara göre graphene, bakırdan daha iletken,elmastan daha keskin, ve çelikten 100 – 300 kat daha sağlamdır. Tüm bu özelliklere sahip grafen A4 kağıdından 1 milyon kat daha incedir. Ayrıca çok zor bulunan bir malzeme de değildir. Öyle ki kurşun kalemle kâğıt üstünde bir çizgi çizdiğinizde, üst üste birçok graphene yaprağı yapmış olursunuz. Eğer bir silgi ile bu katmanları tek bir katman biçimine gelecek şekilde temizleyebilirseniz, tek katman bir grafen elde etmiş olursunuz.

Grafenin Kullanım Alanları

Grafenden transistörler, grafen piller, grafen sensörler imal edilebildiği gibi hidrojen depolamada da kullanılmaktadır. Akla gelen ilk uygulama alanı grafen kullanılarak elde edilmiş olan tranistörlerdir. Silikon tabanlı teknoloji alt sınıra ulaştı diyebiliriz ve sadece tek bir atom kalınlığındaki bu keşif, bu soruna bir alternatif oluşturuyor. Bu sebebten INTEL ve IBM gibi dev teknoloji şirketleri bu tip araştırmaları etkin bir biçimde desteklemektedirler. Sağlam olduğu kadar elektriği de çok iyi bir biçimde tutmaktadır. Bu özelliği ile  pil teknolojisinde devrim devrim yaratmıştır. Elmas keskilerine dayanacak kadar güçlü bir karbon tabakası olan graphenin, yongaların bileşiminde silikonun yerini aldığı gibi şarj ömrünü de inanılmaz derecede uzatmaktadır. Bugün lipo pillerin yanısıra grafen piller de yüksek güç ihtiyaçlarında kullanılmaktadır. Üstelik lipo gibi patlama tehlikesi içermemekte, hızlı şarj edilebilmektedir. Doldur-boşalt oranı çok daha fazladır.

4 Beğen

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir