Grafen Nedir, Neden Önemlidir?

Eğer bizi takip ediyorsanız, grafen ile ilgili birçok araştırmaya yer verdiğimizi farketmişsinizdir. Peki grafen nedir? Grafeni bizler için ve bilim dünyası için bu kadar önemli yapan sebepler nelerdi..
Görsel Telif:

Eğer bizi takip ediyorsanız, grafen ile ilgili birçok araştırmaya yer verdiğimizi farketmişsinizdir. Peki grafen nedir? Grafeni bizler için ve bilim dünyası için bu kadar önemli yapan sebepler nelerdir?

Grafen, teknolojide devrim niteliğinde gelişmelere yol açan, karbon atomlarının iki boyutlu bal peteği düzenidir. Grafenin keşfi o kadar önemlidir ki, Rus bilim insanları Andre Geim ve Konstantin Novoselov’a bu keşiflerinden dolayı 2010 Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırmıştır. Bu yazıda grafeni önemli yapan bazı özellikleri okuyacaksınız.

Grafenin İki Boyutlu Yapısı:

grafen-2-boyutlu-yapısı
Evrende rastladığımız malzemelerin neredeyse hepsi üç boyutludur. Bilim insanları da bir malzemenin özellikleri, iki boyutlu düzende olduğunda nasıl değiştiğiyle ilgili henüz çok az bir bilgiye sahiptir. Grafenin özellikleri de karbonun üç boyutlu düzeni olan grafitten çok farklıdır bu sebeple grafen araştırmaları malzemelerin iki boyutlu düzende nasıl özellikler kazandığını tahmin etmemizde oldukça yararlıdır.

Elektriği En İyi İleten Malzeme; Grafen:

Elektrik bu basit bal peteği grafen yaprağı üzerinden çok hızlı akmaktadır. Bilinen birçok iletken metaldir, fakat grafen karbon temelli bir ametaldir. Bu sebeple, elektrik akımını metal olmadan iletmek durumunda kalacağımız koşullar için grafen araştırmaları önem kazanmaktadır. Bu koşulların ne olduğuyla ilgili soruyu cevaplamak için ise henüz erken.

Küçük Cihazlar Üretmek İçin, Grafen:

Çok küçük bir alanda elektrik iletimi sağlayabildiği için, grafen minyatürize edilmiş süper hızlı bilgisayar ve transistör araştırmalarında oldukça önemlidir.Çünkü, bu cihazlar çalışmak için çok küçük miktarda güce ihtiyaç duymalıdırlar. Grafen ayrıca esnek güçlü ve şeffaftır.

Grafen ve Kuantum Mekaniği:

Grafen, kuantum elektrodinamiğinde tahminleri test etmek için kullanılabilir. Bu, araştırmaların yeni bir alanıdır çünkü Dirac parçacıklarını görüntülemeye yarayan malzemeler kolaylıkla elde edilememektedir. Grafen ise çok zor elde edilen bir malzeme değildir, öyle ki evde kurşun kalem ile kağıt üzerine bir çizgi çektiğinizde, üst üste birçok grafen yaprağı elde etmiş olursunuz. Eğer bir silgi yardımı ile bu katmanları tek bir katman haline gelecek şekilde temizleyebilirseniz, grafen elde edebilirsiniz.

Grafenin Özellikleri

  • Grafen dünyası tek-katman, altıgen düzende karbon atomları anlamına gelmektedir. Eğer grafen başka bir düzende ise, bu özellikle belirtilmiştir. Örneğin çift katmanlı grafen ya da çok katmanlı grafen, bu malzemenin diğer formlarıdır.
  • Elmasta ve grafitte olduğu gibi grafen bir karbon alotropudur. Daha da detaylandıracak olursak, grafen sp2 bağlı karbon atomlarından oluşmuştur ve atomları arasında 0.142 nm molekül bağ uzaklığı vardır.
  • Grafenin en önemli üç özelliği çelikten 100 ile 300 kat arası daha sağlam olması, şu ana kadarki bilinen oda sıcaklığında en iyi iletken olması ve esnek olmasıdır.
  • Grafen bilinen en ince ve en hafif malzemedir.
  • Grafen saydamdır.

Grafenin Potansiyel Kullanım Alanları

Grafen ile ilgili araştırmalarda bilim insanları henüz yolun çok başındalar fakat geliştirilmekte olan bazı teknolojiler şunlar:

  • Bataryaların ultra hızlı şarj edilmesi
  • Radyoaktif atıkların daha kolay temizlenebilmesi
  • Hızlı flash hafızalar
  • Güçlü ve daha dengeli aletler ve spor ekipmanları üretilmesi (tenis raketi gibi )
  • Grafen temelli güncellenebilen elektronik kağıtlar
  • Küçük ve verimli biyoosensör cihazlar
  • Bataryaların yerini alabilecek süperkapasitörler
  • Su geçirmeyen kıyafetler
  • Daha sağlam ve hafif uçaklar ve koruma ekipmanları
  • Doku yenilenmesinde yardımcı malzeme olarak kullanmak
  • Tuzlu suyu, içilebilir suya dönüştürmek
  • Doğrudan vücuttaki nöronlara bağlanabilen biyonik cihazlar

 


Kaynaklar:

Anne Marie Helmenstine, Why is graphene important, About.com Retrieved on 18 June 2015 from http://chemistry.about.com/od/carbon/a/Why-Graphene-Is-Important.htm

Anne Marie Helmenstine, How to make graphene, About.com Retrieved on 18 June 2015 from http://chemistry.about.com/od/makechemicalsyourself/a/How-To-Make-Graphene.htm


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv