Basit bir şekilde tanımlamak gerekirse; grafen sadece karbon atomlarından oluşan tek katmanlı yani 2 boyutlu bir malzemedir.  Karbon atomları birbirlerine altıgen şeklinde bağlanarak grafeni oluştururlar. Diğer bir değişle grafen grafitin tek katmanına verilen isimdir. Teknik olarak anlatmak gerekirse grafen karbon atomlarının bağ uzunluğu 0.142 nanometre boyundaki sp2 bağı yaparak oluşturduğu bir karbon allotropudur.

Peki kurşun kalemde kullanılan grafitin tek bir katmanı nasıl oldu da 2010 yılında Nobel Ödülü’nü kazandıracak kadar değerli oldu? Tabii ki Nobel Ödülü geçmişte yapılan onlarca denemeye rağmen üretilemeyen Grafenin sadece para bandı yardımıyla üretilmesine verildi. Ancak herhangi bir malzeme üretmedikleri; ürettikleri malzemenin grafen olması Nobel Ödülünü getirdi.

Grafeni oluşturan kovalent bağlar çok kuvvetlidir. Bu da grafene 130 gigapascal değerinde maksimum çekme dayanımı özelliğini kazandırmaktadır. Bu değer otomobil şasisinde kullanılan çeliklerden 500 kat ve yapısal çeliklerden 200 kat daha fazladır. Aynı zamanda grafen elmastan tam 40 kat daha serttir. Bu özelliklerinin yanında grafen şuana kadar bilinen en hafif malzemedir ve esnektir. Grafenin elektriksel ve termal özellikleri de en az mekanik özellikleri kadar dikkat çekmektedir. Şuana kadar bilinen en yüksek elektrik ve ısıl iletkenliğe sahiptir.

Bu kadar üstün özelliklere sahip bir malzemenin kullanım alanları ya da kullanılma potansiyeli ise aynı şekilde oldukça umut vaat edici. Özellikle enerji sektöründe bataryalar ve güneş pillerinde kullanılması ön görülmektedir.  Esneklik ve elektrik iletkenliği söz konusu ise bunun için en iyi aday grafen içerikli malzemelerdir.  Özellikle katlanabilir telefonlar, damar içi endeskoplar gibi teknolojilerle birlikte grafenin popülerliği de artacağa benziyor. Grafenin potansiyel kullanım alanları sadece enerji ve elektronik sanayi değil; biyomühendislikten havacılığa ve otomotive kadar çok geniş bir kullanım alanında kullanılabilir.

Grafenin kitlesen üretimini sağlayacak CVD gibi yüksek maliyetli yöntemler dışında kimyasal yöntemlerle kitlesel üretim yaparak grafen esaslı malzemeler kullanan ürünleri hayatımızda görmemiz daha kısa sürecek.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu girin
Lütfen adınızı buraya girin