ما هي مادة الغرافين؟

تحدثنا في المقال السابق عن تطور تقنيات النانو وفائدتها في حياتنا اليومية، إضافةً لإمكانياتها الكبيرة في تطوير التقنيات المؤثرة في حياتنا بشكل أساسي. في هذا المقال سنتحدث عن أحد أهم هذه المواد والذي يسمى "غرافين" (Graphene).

استخدامات الغرافين الحالية

1. شاشات بتكلفة أقل: يمكن استبدال مكونات شاشات OLED باستخدام الغرافين، وبذلك تصبح تكلفتها أقل بكثير، كما أن استهلاكها للطاقة الكهربائية يتناقص بشكل كبير جداً، إضافة لسهولة إعادة تدوير المواد التي تشكل الشاشة.
2. بطاريات خارقة: عند إدخال الغرافين في بطاريات إيونات الليثيوم (Lithium-ion) تصبح البطاريات تستطيع تخزين كميات أكبر من الكهرباء، كما أن زمن الشحن يتناقص بشكل دراماتيكي حتى نصبح نقيسه بالثواني بدلاً من الدقائق أو الساعات.
3. تكلفة أقل لفلترة المياه: باستخدام شرائح غرافين التي تحتوي على ثقوب بقطر نانو متر أو أقل – النانومتر هو جزء من مليار من المتر- يمكن فصل الأيونات الحرة في الماء، وبذلك تعبر جزيئات الماء فقط من الثقوب ليخرج الماء النقي فقط من شريحة الغرافين.
4. ألواح شمسية بكفاءة أكبر: استطاع الباحثون إدخال شرائح الغرافين في الألواح الشمسية؛ مما يعطي كفاءة أكبر في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وتخزينها بحوالي 7.8% من الألواح الشمسية التقليدية.
5. ترانزستورات تعمل بتواترات أكبر: المعالجات الحالية يتم تصنيعها بشكل أساسي من السيليكون، والذي يسمح بحركة سريعة للإلكترونات، إلا أننا بدأنا نقترب من الحدود العظمى لتحمل السيليكون، فيما الغرافين وبسبب قدرة نقله للإلكترونات بسرعة كبيرة فإنه يسمح بصنع معالجات ذات تواترات أكبر ضمن استهلاك طاقة أقل بكثير من السيليكون.
6. حساسات لتشخيص الأمراض: بسبب البنية المميزة للغرافين، فيمكن له أن يرتبط مع أنواع معينة من الأمراض وذلك بسبب ذرات الكربون الموجودة فيه؛ مما يساعد الأطباء على تشخيص الأمراض بشكل أكثر دقة مما هو موجود حالياً.

ختاماً.. بدأ الوجود الفعلي للغرافين على أرض الواقع منذ 13 عاماً فقط، ومع ذلك استطاع الباحثون خلال هذه الفترة القصيرة للغاية إنجاز الكثير من الاكتشافات والتعديلات على الأفكار الموجودة حالياً، مما يعطي قفزة كبيرة للتطور بمساعدة تقنيات النانو.