2013-08-28 16:46:04
Γράφει ο Βαγγέλης Πρατικάκης
Από την Apple, τη Samsung και τη Nokia μέχρι πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο, όλοι σπεύδουν να κατανοήσουν και να πατεντάρουν το γραφένιο, ένα νέο υλικό διακόσιες φορές πιο ανθεκτικό από...το ατσάλι, ελαφρύ σαν πούπουλο, εύκαμπτο σαν πλαστικό και καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού από ό,τι ο χαλκός.
Το γραφένιο, συγγενής του ταπεινού γραφίτη που χρησιμοποιείται στις μύτες των μολυβιών, είναι φύλλα άνθρακα με πάχος ενός μόλις ατόμου.
Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρονικά κυκλώματα, εύκαμπτες οθόνες, μπαταρίες, αντισκωριακές επιστρώσεις, ακόμα και ελαστικά αυτοκινήτων.
Η αναγνώριση
Μέχρι το 2003, κανείς επιστήμονας δεν φανταζόταν ότι ένα τόσο λεπτό, ουσιαστικά δισδιάστατο υλικό θα αποδεικνυόταν τόσο σταθερό. Η μεγάλη εξέλιξη ανακοινώθηκε εκείνη τη χρονιά από τον Αντρέι Γκέιμ και τον Κονσταντίν Νοβολέσοφ στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, οι οποίοι χρησιμοποίησαν ένα απλό σελοτέιπ για να ξεκολλήσουν φύλλα γραφένιου από μια μάζα γραφίτη.
Το υλικό που προέκυψε όχι μόνο δεν κατέρρεε, αλλά επιπλέον ήταν άκρως ανθεκτικό και εύκαμπτο και διέθετε εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες.
Το ενδιαφέρον για το γραφένιο κορυφώθηκε το 2010, όταν οι δύο ερευνητές τιμήθηκαν με Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψή τους.
Σήμερα, ερευνητές και εταιρείες σπεύδουν να κατανοήσουν και να πατεντάρουν το νέο υλικό, το οποίο θα μπορούσε να αποδειχθεί σημαντικό όσο το πλαστικό και το πυρίτιο τον προηγούμενο αιώνα.
Σύμφωνα με την εταιρεία Cambridge Intellectual, μέχρι το Μάιο του 2013 είχαν κατατεθεί 9.218 αιτήματα για διπλώματα ευρεσιτεχνίας που αφορούν το γραφένιο, σημειώνοντας ετήσια αύξηση 19%. Τα τελευταία πέντε χρόνια, οι πατέντες στο γραφένιο έχουν πενταπλασιαστεί.
Ζηλευτές πατέντες γύρω από το υπερ-υλικό
H Apple έχει καταθέσει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την ανάπτυξη «διασκεδαστήρων θερμότητας» από γραφένιο, δομών που θα απομακρύνουν την υπερβολική θερμότητα από τα κυκλώματα φορητών συσκευών. Η εταιρεία αρνήθηκε πάντως να σχολιάσει το θέμα στη Wall Street Journal.
Επίσης, η νοτιοκορεατική Samsung και η φινλανδική Nokia έχουν καταθέσει ανάλογες αιτήσεις για μια ποικιλία πιθανών χρήσεων του γραφενίου σε ηλεκτρονικές συσκευές. Δεδομένου ότι το γραφένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τυπωμένα, εύκαμπτα και διαφανή κυκλώματα, μια από τις πρώτες εφαρμογές θα μπορούσαν να είναι οι εύκαμπτες οθόνες.
Η IBM, η οποία έχει ήδη εξασφαλίσει δεκάδες πατέντες στο γραφένιο, ήθελε αρχικά να χρησιμοποιήσει το υλικό σε τσιπ υπολογιστών. Διαπίστωσε όμως ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα στο γραφένιο υπερβολικά γρήγορα, εμποδίζοντας τη χρήση του σε διακόπτες. Προς το παρόν, «δεν βλέπουμε το γραφένιο να αντικαθιστά το πυρίτιο στους μικροεπεξεργαστές» σχολιάζει Σούπρατικ Γκούα, επικεφαλής του τμήματος Φυσικών Επιστημών στην εταιρεία.
Ακόμα, η γερμανική BASF ελπίζει να πατεντάρει ένα πειραματικό μελάνι από γραφένιο που τυπώνεται σε εύκαμπτα καλώδια για να θερμαίνει τα καθίσματα των αυτοκινήτων.
Και η σουηδική SAAB όμως αναπτύσσει θερμαινόμενα καλώδια από γραφένιο για την απομάκρυνση του πάγου από τα φτερά αεροπλάνων.
Μια από τις πρώτες εταιρείες που φέρνουν το γραφένιο στην αγορά είναι η Head NV, η οποία παρουσίασε πέρυσι μια ελαφριά ρακέτα του τένις που περιέχει γραφένιο.
Επίσης, η αμερικανική Lockheed Martin έχει αναπτύξει μια μεμβράνη γραφένιου που θα μείωνε δραστικά το κόστος της αφαλάτωσης νερού, ενώ μια ομάδα ερευνητών στη Βρετανία έχει χρησιμοποιήσει μια τέτοια μεμβράνη στην απόσταξη βότκας.
Ενδιαφέρον έχει δείξει και ο αμερικανικός στρατός, ο οποίος έχει επενδύσει 300.000 δολάρια στη μελέτη του γραφένιου και ελπίζει να το αξιοποιήσει μεταξύ άλλων σε γυαλιά νυχτερινής όρασης -το γραφένιο έχει άριστες οπτικές ιδιότητες, καθώς απορροφά και εκπέμπει φως σε πολλά μήκη κύματος.
Τις περισσότερες πατέντες έχουν πάντως εξασφαλίσει εταιρείες και ιδρύματα στην Κίνα, ενώ οι ΗΠΑ βρίσκονται στη δεύτερη θέση και η Νότιος Κορέα στην τρίτη.
Σημαντικός περιοριστικός παράγοντας για την αξιοποίηση του γραφένιου παραμένει ωστόσο το υψηλό κόστος. Στην αμερικανική αγορά, ορισμένες εταιρείες πωλούν φύλλα γραφένιου τυλιγμένα σε χαλκό για περίπου 10 δολάρια ανά τετραγωνικό εκατοστό. Για την αξιοποίηση του θαυμαστού υλικού σε ευρεία κλίμακα, η τιμή αυτή θα πρέπει τουλάχιστον να υποδεκαπλασιαστεί.
tovima.gr
Από την Apple, τη Samsung και τη Nokia μέχρι πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο, όλοι σπεύδουν να κατανοήσουν και να πατεντάρουν το γραφένιο, ένα νέο υλικό διακόσιες φορές πιο ανθεκτικό από...το ατσάλι, ελαφρύ σαν πούπουλο, εύκαμπτο σαν πλαστικό και καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού από ό,τι ο χαλκός.
Το γραφένιο, συγγενής του ταπεινού γραφίτη που χρησιμοποιείται στις μύτες των μολυβιών, είναι φύλλα άνθρακα με πάχος ενός μόλις ατόμου.
Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρονικά κυκλώματα, εύκαμπτες οθόνες, μπαταρίες, αντισκωριακές επιστρώσεις, ακόμα και ελαστικά αυτοκινήτων.
Η αναγνώριση
Μέχρι το 2003, κανείς επιστήμονας δεν φανταζόταν ότι ένα τόσο λεπτό, ουσιαστικά δισδιάστατο υλικό θα αποδεικνυόταν τόσο σταθερό. Η μεγάλη εξέλιξη ανακοινώθηκε εκείνη τη χρονιά από τον Αντρέι Γκέιμ και τον Κονσταντίν Νοβολέσοφ στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, οι οποίοι χρησιμοποίησαν ένα απλό σελοτέιπ για να ξεκολλήσουν φύλλα γραφένιου από μια μάζα γραφίτη.
Το υλικό που προέκυψε όχι μόνο δεν κατέρρεε, αλλά επιπλέον ήταν άκρως ανθεκτικό και εύκαμπτο και διέθετε εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες.
Το ενδιαφέρον για το γραφένιο κορυφώθηκε το 2010, όταν οι δύο ερευνητές τιμήθηκαν με Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψή τους.
Σήμερα, ερευνητές και εταιρείες σπεύδουν να κατανοήσουν και να πατεντάρουν το νέο υλικό, το οποίο θα μπορούσε να αποδειχθεί σημαντικό όσο το πλαστικό και το πυρίτιο τον προηγούμενο αιώνα.
Σύμφωνα με την εταιρεία Cambridge Intellectual, μέχρι το Μάιο του 2013 είχαν κατατεθεί 9.218 αιτήματα για διπλώματα ευρεσιτεχνίας που αφορούν το γραφένιο, σημειώνοντας ετήσια αύξηση 19%. Τα τελευταία πέντε χρόνια, οι πατέντες στο γραφένιο έχουν πενταπλασιαστεί.
Ζηλευτές πατέντες γύρω από το υπερ-υλικό
H Apple έχει καταθέσει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την ανάπτυξη «διασκεδαστήρων θερμότητας» από γραφένιο, δομών που θα απομακρύνουν την υπερβολική θερμότητα από τα κυκλώματα φορητών συσκευών. Η εταιρεία αρνήθηκε πάντως να σχολιάσει το θέμα στη Wall Street Journal.
Επίσης, η νοτιοκορεατική Samsung και η φινλανδική Nokia έχουν καταθέσει ανάλογες αιτήσεις για μια ποικιλία πιθανών χρήσεων του γραφενίου σε ηλεκτρονικές συσκευές. Δεδομένου ότι το γραφένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τυπωμένα, εύκαμπτα και διαφανή κυκλώματα, μια από τις πρώτες εφαρμογές θα μπορούσαν να είναι οι εύκαμπτες οθόνες.
Η IBM, η οποία έχει ήδη εξασφαλίσει δεκάδες πατέντες στο γραφένιο, ήθελε αρχικά να χρησιμοποιήσει το υλικό σε τσιπ υπολογιστών. Διαπίστωσε όμως ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα στο γραφένιο υπερβολικά γρήγορα, εμποδίζοντας τη χρήση του σε διακόπτες. Προς το παρόν, «δεν βλέπουμε το γραφένιο να αντικαθιστά το πυρίτιο στους μικροεπεξεργαστές» σχολιάζει Σούπρατικ Γκούα, επικεφαλής του τμήματος Φυσικών Επιστημών στην εταιρεία.
Ακόμα, η γερμανική BASF ελπίζει να πατεντάρει ένα πειραματικό μελάνι από γραφένιο που τυπώνεται σε εύκαμπτα καλώδια για να θερμαίνει τα καθίσματα των αυτοκινήτων.
Και η σουηδική SAAB όμως αναπτύσσει θερμαινόμενα καλώδια από γραφένιο για την απομάκρυνση του πάγου από τα φτερά αεροπλάνων.
Μια από τις πρώτες εταιρείες που φέρνουν το γραφένιο στην αγορά είναι η Head NV, η οποία παρουσίασε πέρυσι μια ελαφριά ρακέτα του τένις που περιέχει γραφένιο.
Επίσης, η αμερικανική Lockheed Martin έχει αναπτύξει μια μεμβράνη γραφένιου που θα μείωνε δραστικά το κόστος της αφαλάτωσης νερού, ενώ μια ομάδα ερευνητών στη Βρετανία έχει χρησιμοποιήσει μια τέτοια μεμβράνη στην απόσταξη βότκας.
Ενδιαφέρον έχει δείξει και ο αμερικανικός στρατός, ο οποίος έχει επενδύσει 300.000 δολάρια στη μελέτη του γραφένιου και ελπίζει να το αξιοποιήσει μεταξύ άλλων σε γυαλιά νυχτερινής όρασης -το γραφένιο έχει άριστες οπτικές ιδιότητες, καθώς απορροφά και εκπέμπει φως σε πολλά μήκη κύματος.
Τις περισσότερες πατέντες έχουν πάντως εξασφαλίσει εταιρείες και ιδρύματα στην Κίνα, ενώ οι ΗΠΑ βρίσκονται στη δεύτερη θέση και η Νότιος Κορέα στην τρίτη.
Σημαντικός περιοριστικός παράγοντας για την αξιοποίηση του γραφένιου παραμένει ωστόσο το υψηλό κόστος. Στην αμερικανική αγορά, ορισμένες εταιρείες πωλούν φύλλα γραφένιου τυλιγμένα σε χαλκό για περίπου 10 δολάρια ανά τετραγωνικό εκατοστό. Για την αξιοποίηση του θαυμαστού υλικού σε ευρεία κλίμακα, η τιμή αυτή θα πρέπει τουλάχιστον να υποδεκαπλασιαστεί.
tovima.gr
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
Ε. ΠΑΠΑΡΙΖΟΥ: Δείτε το νέο της κορμί με... αποκαλυπτικό μαγιό!
ΕΠΟΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
Φωτιά στην Λιβαδειά
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
