náhled|Struktura grafenu
Grafen je supertenká forma uhlíku strukturou podobná grafitu, jeden z nejpevnějších známých materiálů na světě. Na výšku má pouze jeden atom a je průhledná, v důsledku této de facto 2D struktury má také některé zvláštní fyzikální vlastnosti.
Historie Kuriózním způsobem (s pomocí lepicí pásky) jej v roce 2004 objevili profesoři ruského původu Andre Geim, vědecký pracovník univerzity v Manchesteru, a jeho kolega Konstantin Novoselov, taktéž pracující na University of Manchester, kteří za jeho objev v roce 2010 získali Nobelovu cenu za fyziku. V 10 následujících letech po objevu bylo ve světě uznáno 10 000 patentů, které se zabývají technologií grafenu. Výnos z prodeje grafenu se zvýšil z 24 milionů USD v roce 2015 na 311 milionů v roce 2022. Přesto se přes 20 let po objevu nestal masově využívaným.
Popis Tvoří jej rovinná síť jedné vrstvy atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků spojených pomocí sp² vazeb. Grafen se vyskytuje také ve více vrstvách, podle normy ISO 80004-13:2017 se však jako grafen smí označovat jen materiál s maximálně 10 vrstvami.
Vlastnosti Dle vědeckého týmu profesora Geima elektrony v grafenu mají neočekávané vlastnosti. U žádného jiného materiálu nebylo dosud pozorováno, že by se jeho elektrony chovaly, jakoby neměly žádnou efektivní hmotnost a pohybovaly se téměř rychlostí světla. Vědci předpokládají, že by grafen mohl být použit při důkazu tzv. Kleinova paradoxu. K tomuto jevu totiž podle dosavadních znalostí mělo docházet jen ve velmi extrémních podmínkách (např. v okolí černých děr). V případě, že by se toto prokázalo, otevřela by se cesta k vývoji zcela nového druhu tranzistorů.
Kromě elektrické vodivosti je také grafen propustný pro světlo, takže se dá využít při výrobě displejů a fotovoltaických článků. Může tak nahradit stávající zařízení z tenkých vrstviček oxidů kovů. Displej z grafenu je navíc pevnější než doposud vyráběné z oxidů cínu a india, kterého je ještě k tomu omezené množství.
Díky polovodivosti a tloušťce síťky pouhý jeden atom je možné z grafenu vyrobit tranzistory, které jsou teoreticky schopné pracovat až do frekvence 1 THz. Navíc je lze skládat do velice kompaktních celků. Díky těmto vlastnostem se do budoucna počítá s využitím grafenu v mikroprocesorech a pamětech.
Chemické varianty Místo atomů uhlíku lze využít například atomů křemíku (silicen), cínu (stanen), bóru (borofen) či fosforu (fosforen).
Odkazy Reference
Související články Fullereny Uhlíkové vlákno Uhlíkové nanotrubice Grafenová textilní vlákna
Externí odkazy
Nokia koketuje s grafenem. Dostala obří dotaci od EU Nový snímač nepotřebuje blesk a za šera nešumí. Stačilo použít grafen
Kategorie:Nanotechnologie Kategorie:Sloučeniny uhlíku Kategorie:Formy uhlíku