MEHMET DİNÇ – STRAZBURG
Tüyden hafif, çelikten sert, lastikten esnek süper madde Grafen, hayatımızın her alanına girmeye başladı. Grafen aslında çoğumuzun yakından tanıdığı bir madde olan kurşun kalemlerin içindeki grafit (kurşun) tabakalarının üst üste binmesinden oluşuyor. Karbonun türevi Grafen, köpüksü yapısıyla kendi ağırlığının 40 katını taşıyabiliyor. Grafen deneyi, Rus fizikçi Hollanda vatandaşı Andre Geim ve İngiltere vatandaşı olan Rus Konstantin Novoselov’a Nobel bile kazandırdı.
Grafenden elde edilen köpük, 1 santimetrekarede 1 tondan daha fazla darbeye dayanabiliyor. Bu oran dünyanın en derin yeri kabul edilen Mariana çukurundaki basınca denk. Orijinal büyüklüğünün yüzde 5’ine kadar küçülebilen madde tekrar kendi boyutuna dönüşebiliyor. Sıkıştırma işlemi 100 kez tekrarlansa bile süper madde hiçbir şekilde zarar görmüyor. Isıya karşı da son derece dayanıklı olan grafen, roket veya füzelerin açtığı darbeyi emmesi için tankların yüzeyinde ve askerler için hareket kabiliyetlerini etkilemeyen zırhların üretilmesinde kullanılabilecek. Bilgisayar işlemcilerini de inanılmaz hızlara yükseltme potansiyeline sahip.
Süper hızlı bilgisayarlar ve haftalarca giden telefon bataryaları geliyor
IBM araştırmacıları 2011 yılında ilk grafen içeren transistörü üretmeyi başardı. Grafenin kullanımı ile süper hızlı bilgisayarlar üretmek mümkün olabilecek. Samsung geçtiğimiz aylarda yaptığı çalışmalar sonucu lityum pillerin kapasitesini iki katına çıkaracağını açıkladı. Bu da demek oluyor ki günlük hayatımızın artık birer vazgeçilmezi haline gelen akıllı cihazlarımızın belki de en büyük sıkıntısı olan batarya problemini ortadan kalkacak.
Şarjı günlerce giden bükülebilir cep telefonları
Günlerce hatta haftalarca şarjı bitmeyen bükülebilir cep telefonları artık hayal değil. Kısa zamanda herkes bu tip telefonlara sahip olabilecek. Teknolojinin yetişilemez hızıyla yakında kullanmaya başlayacağız. Grafen vücut içerisindeki iyonik sıvılarda yapısı bozulmadan kalabildiğinden, Tıp alanında biyolojik uygulamalar için umut vaat eden bir malzeme. Biyonik kulaklar, biyonik gözler Grafen teknolojilerinin geliştirilmesi ile mümkün olabilecek.
Nobel fizik ödülü getirdi
Grafen, iki Rus fizikçi Andre Geim ve Konstantin Novoselov’a 2010 yılında Nobel fizik ödülü kazandırdı. Grafeni, selobant ile ayırıp içinden elektronları geçiren araştırmalarıyla ödülüne layık görülen Geim ve Novoselov’un iki makalesine şimdiye kadar 7 bin 500’den fazla atıf yapıldı.
Enerji iletiminde neredeyse kayıp yok
Altıgen moleküler yapıda petek gibi dizilen Grafen, elektriği bakırdan çok daha iyi ve kayıpsız iletiyor. Grafeni öne çıkaran özelliklerinden birisi de çok dayanıklı olması ve neredeyse enerjiyi mükemmele yakın saklama kapasitesine sahip olması. İletkenliği bakır, gümüş gibi metallerden daha fazla ayrıca plastiğin içine yüzde 1 oranında karıştırıldığında plastiği elektrik iletken hale getirebiliyor. Bildiğimiz birçok iletkenin metal yapılı olmasına karşın, grafen karbon temelli bir metal. Bu nedenle, elektrik akımını metal dışında kullanılabilmesi açısından büyük bir önem teşkil ediyor.
18 ülkede üniversiteler Grafen üzerine çalışmalar yürütüyor
2010 yılında Nobel ödülü kazandırmasından sonra üniversiteler Grafen üzerinden çalışmalarını hızlandırdı. Nobel alırken çalışmalarını yürüttükleri Manchester üniversitesi bünyesinde (NGI) Grafen Enstitüsü kuruldu. Çin’den Amerika’ya birçok ülkede Grafen üzerine yoğun çalışmalar yürütülüyor. Türkiye’de ise Sabancı üniversitesinde 2 bilim insanı Doç. Dr. Semiha Alkan Gürsel ve Dr. Burcu Saner Orkan’ın Grafen yakıt pilleri üzerinde çalışmaları var.
Hangi alanlarda kullanılacak?
Geleceğin teknolojisi olarak adlandırılan Grafen tıp, uzay bilimleri, yakıt pilleri, biyo-teknoloji gibi birçok alanda kullanılacak. Şu anda üretim maliyetini düşürme çalışmaları olduğu için yaygın kullanımı biraz daha zaman alacak. İstenilen her şekle sokulabilen, dünyadaki en ince ve en hafif saydam madde. Diğer ilginç özellikleri ise çelikten 300 kat sağlam ve 2 boyutlu olması. Bunun dışında sadece şimdilik sayabildiklerimiz şunlar:
Ultra ince ve hareket kabiliyeti yüksek zırhlarda
Tuzlu suyu içilebilir suya dönüştürmek için
Katlanabilir araçlar
Bükebilir telefonlar
Ultra hızlı şarj edilen bataryalar
Daha sağlam ve hafif uçaklar ve koruma ekipmanları
Şu geçirmeyen kıyafetler
Bataryaların yerini alabilecek süperkapasitörlerin yapımında
Bu sayede Telefon şarjları bir hafta gidecek
Küçük ve verimli biyosensör cihazlarda
Radyoaktif atıkların daha kolay temizlenebilmesinde
Doku yenilenmesinde
Endüstriyel tasarım ve tarım gibi yüzlerce alanda Grafen teknolojisinde faydalanabilecek.
Grafen Nedir?
Grafen, kurşun kalem, pil gibi gündelik hayatımızda önemli yer tutan bir çok materyalde bulunan karbonun türevidir. Karbon elementinin bal peteği şeklindeki yapısının bir tanesine verilen isim. Esnek ve kolay şekil verilebilir saydam yapıya sahiptir. Örneğin 1gr Grafeni bir futbol sahası kadar uzatabilirsiniz. Karbon atomlarının iki boyutlu altıgen bir yapıda dizilmiş formu olan Grafen, doğada iki boyutlu tek malzeme örneğini oluşturmasının yanı sıra, kendisine olağanüstü özelliklerini de kazandırıyor. Sağlam, güçlü, ince, esnek, hafif, iletken, bükülebilir ve şeffaf yapılı bir madde olmasıyla bilim adamları “Mucize Madde” olarak adlandırıyor. Seri üretime geçiş aşamasında da oldukça mesafe kat edildi. İrlandalı bilim adamlarının keşfettiği Grafen sentezleme yöntemi sayesinde yakın zamanda seri üretime hazır hale geleceği düşünülüyor. Samsung, İntel, IBM gibi uluslararası şirketler Grafeni kullanmak için Ar-Ge çalışmalarını hızla sürdürüyorlar.
