Grafen çok genç bir malzemedir. İlk kez, sadece 2004 yılında, bunu dikkate alarak elde edildi, hala yeterince çalışılmamış ve bu nedenle bilim adamlarının artan ilgisini ve ilgisini çekiyor. Dünyada grafeni ilk alan, İngiltere'deki Manchester Üniversitesi'nde çalışan Rus göçmenler Konstantin Novoselov ve Andrey Geim oldu. 2010 yılında grafen çalışmalarına - "geleceğin meselesi" katkılarından dolayı Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldüler.
Grafen, benzersiz bir dizi özelliğe sahip bir malzemedir; bugün tüm elektronik endüstrimizin geleceği büyük ölçüde bununla ilişkilidir. Bu malzeme yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir, esnek ve çelikten daha güçlüdür, sadece bir karbon atomu tabakasından oluşur. Grafenin özellikleri, insan gelişiminin şu anki aşamasında çok sayıda "atılım" için gerekli bir temel olarak yavaş yavaş algılanmaya başlanmasına yol açmıştır.
Grafen çok yönlü bir malzemedir. Çeşitli mobil cihazlar için ekranlar üretmek, elektrik üretmek ve hatta bir kişiye "Predator vizyonu" vermek için kullanılabilir.
Buna rağmen, yakın zamana kadar bilim adamları, grafen kullanmanın çevresel sonuçlarını incelemeye yönelik özel çalışmalar yapmadılar. İlki, grafenin çevre için tehlike oluşturabileceği sonucuna varan Kaliforniya Üniversitesi'nden uzmanlardı. Grafenin yeraltı suyuna girdiğinde altıgen yapısının çökmeye başladığını, mikropartiküllerin hızla kararlılığını yitirdiğini, yok edildiğini ve doğaya önemli bir zarar veremeyeceğini buldular. Ancak grafen yüzey suyuna girdiğinde her şey çok daha karmaşıktır. Yüzey sularına giren nanoparçacıklar sabit kalır ve hareket edebilir, yerleşmezler, ekolojik sisteme zarar verebilecekleri dere, göl ve nehirlerde hareket kabiliyetini sürdürürler.
Yüzey sularında, yeraltı sularına göre çok daha fazla organik madde ve daha düşük bir sertlik seviyesi vardır, bu nedenle grafen yüzey sularında sabit kalır. Nehirlerin grafen kirliliği çok tehlikeli olabilir. Bu maddenin moleküler yapısı, grafen nanopartiküllerinin keskin çıkıntılarının canlı organizmaların hücre zarlarını parçalayabileceği şekildedir. Grafenin toksisitesini belirleyen şey budur. Bu nanomateryali üretime sokmadan önce, tüm özelliklerini ve özelliklerini kapsamlı bir şekilde incelemek gerekir.
Bournes Mühendislik Fakültesi laboratuvarı (Kaliforniya Üniversitesi'ne bağlı), bilim adamlarının grafenin çevresel etkisini inceledikleri birkaç yerden biridir. Bu laboratuvarda, yukarıda belirtildiği gibi, grafen oksit nanopartiküllerinin suda nasıl davrandığını ve suda yaşayan çeşitli canlı organizmaları nasıl etkileyebileceklerini incelemek için çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmalar tek değil. Daha önce, Environmental Engineering Science dergisinde bu konuyla ilgili bir makale yayınlanmıştı. Bu makale, grafenin potansiyel olarak insanlar için toksik olabileceğine dikkat çekti.
Konstantin Novoselov ve Andrey Geim
Tüm bunlara rağmen, bu keşiflerin insanlığı büyük ölçekli grafen kullanımından alıkoyması pek olası değil. Bu malzeme öylesine benzersiz özelliklere sahiptir ki, üretimde yerini alacak hiçbir şey yoktur. Günümüzde mevcut alaşımların hiçbiri, bilim tarafından bilinen tüm malzemelerin bu kadar olağanüstü mukavemetine, termal iletkenliğine ve en yüksek elektrik iletkenlik özelliklerine sahip olamaz. Grafen yapılardaki elektronların hareketliliğinin, şu anda Dünya üzerindeki tüm elektroniklerin desteklendiği silikonunkinden neredeyse 100 kat daha yüksek olduğu unutulmamalıdır.
Fiziksel özellikleri itibariyle bu malzeme çelikten daha güvenilirdir. Ve temelde oluşturulabilecek araçlar, bugün kullandığımızlardan çok daha fazla hasara karşı dayanıklı olacaktır. Bununla birlikte, hepsi bu kadar değil: grafen, insanlığı bilgisayar endüstrisinde bir devrime götürebilir, İnternete erişim hızını 100 kat hızlandırabilir ve çeşitli işlemcilerin gücünü birkaç kat artırabilir. Tıpta, elektrik üretiminde, eski binaların güçlendirilmesinde modern yaşamın yüzlerce alanında uygulama bulabilir.
Bu materyalin kapsamı, çeşitli bilim insanlarının araştırmalarını ve grafeni incelemelerini ve ayrıca sadece 1 atom kalınlığında ince bir karbon filmden oluşan bu ultra güçlü malzemenin kapsamını genişlettikçe büyüyor. Bilgisayar çipleri, buna dayalı transistörler, piller, DNA dizisini belirlemek için tasarlanmış cihazlar - bu, grafeni nerede kullanabileceğinizi gösteren küçük bir liste. Bilim adamları son zamanlarda bu malzemenin çok etkili bir korozyon önleyici kaplama olarak kullanılabileceğini keşfettiler. Grafen karbon kaplama, günümüzde mevcut olan en ince koruyucu kaplamadır.
Vanderbilt Üniversitesi'ndeki bilim adamları, nikel ve bakır yüzeyine bir grafen film yerleştirmek için bir prosedür uyguladılar. Bu prosedür tamamlandıktan sonra malzemeler aktif olarak aşındırıcı maddelere maruz bırakıldı. Daha sonra yapılan analizler, bilim adamlarına grafen filmle korunan bakırın, normal korumasız bakırdan 7 kat daha yavaş korozyondan ve nikelin de 20 kat daha yavaş bir şekilde tamamen aşındığını gösterdi. Malzemenin yüzeyine özel bir grafen filmin uygulandığı ve doğrudan yüzeyinde büyümediği durumda bile, korozyon koruma seviyesi hala çok yüksekti. Grafen tabakasından onlarca kat daha kalın olan organik malzemelerden yapılmış kaplamalar seviyesinde.
Elbette çoğu durumda, korozyon önleyici kaplamanın kalınlığı bu kadar büyük bir rol oynamaz. Bu, özellikle kalın bir özel boya tabakası ile kolayca kaplanabilen petrol üretim platformları, deniz araçları ve diğer büyük metal yapılar örneğinde belirgindir. Bununla birlikte, grafen, modern elektromekanik cihazların küçük mekanizmalarını ve mikroskobik birimlerini agresif çevresel faktörlerden korumanın gerekli olacağı durumlarda vazgeçilmez olabilir.
Bilgi kaynakları:
http://hitech.vesti.ru/news/view/id/4611
http://hi-news.ru/technology/grafen-nebezopasen-dlya-okruzhayushhej-sredy.html
http://technosci.net/news/2012-03-03-3815
http://www.eurosmi.ru/922uchenye_material_buduschego_grafen_mojet_byt_opasen_dlya_cheloveka.html