Εν αρχή ην…. η χημεία! (Μην σταματήσετε το διάβασμα τώρα που ακούσατε για χημεία!!!)
Όπως είναι γνωστό ο άνθρακας είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία στη φύση. Είναι ένα από τα βασικότερα δομικά χημικά συστατικά, αποτελεί θεμέλιο λίθο της Οργανικής Χημείας ενώ χαρακτηρίζεται ως το στοιχείο της ζωής. Οφείλει αυτή του τη σημαντικότητα στις χημικές του ιδιότητες καθώς και στο γεγονός ότι μπορεί να σχηματίζει τέσσερις δεσμούς.
Αν και κοινός χαρακτηρίζεται από κάτι που κανένα άλλο στοιχείο δεν διαθέτει. Απαντάται στη φύση σε διάφορες αλλοτροπικές μορφές. Το διαμάντι, ο γραφίτης, το κάρβουνο, η αιθάλη είναι μερικές από αυτές τις μορφές οι οποίες όμως έχουν εντελώς διαφορετικές ιδιότητες.
Και εγίνηκεν… γραφένιο!!!
Οι άνθρωποι της Samsung λοιπόν ασχολήθηκαν με την αλλοτροπική μορφή του άνθρακα που ονομάζεται γραφένιο.
Το γραφένιο ανακαλύφθηκε το 2004 και αποτελείται από άτομα άνθρακα διατεταγμένα σε ένα επίπεδο, αντί σε τρεις διαστάσεις όπως συνήθως με τους υπόλοιπους κρυστάλλους πχ πυρίτιο, διαμάντι κτλ. Η δομή του είναι παρόμοια με αυτή της κυψέλης πράγμα που σημαίνει ότι έχουμε ένα εξάγωνο στις κορυφές του οποίου υπάρχουν άτομα άνθρακα (Εικόνα 1).
Το γεγονός ότι οι άνθρωποι που το ανακάλυψαν (Andre Geim και ο Kostya Novoselov) έχουν ήδη τιμηθεί με το βραβείο Nobel (ποτέ άλλοτε στην ιστορία των βραβείων δεν έχει δοθεί η συγκεκριμένη τιμητική διάκριση σε τόσο σύντομο χρονικό διάτημα) νομίζω ότι λεει πολλά.
Ακόμα πιο πολλά όμως λεει το γεγονός ότι έχει εξαιρετικές ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες, απίστευτες μηχανικές αντοχές (η διαφορά ανάμεσα στη σκληρότητα του βούτυρου και του ατσαλιού είναι ίδια με την διαφορά ανάμεσα στο ατσάλι και στο γραφένιο!!!), μοναδικές θερμικές ιδιότητες ενώ απορροφά ελάχιστο φως (πρακτικά είναι διάφανο). Κάτι τέτοιο το καθιστά ιδανικό υποψήφιο για την κατασκευή διάφανων κυκλωμάτων και οθονών αφής αντικαθιστώντας τα οξείδια τιτανίου και ινδίου που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Όλα τα παραπάνω προδιαγράφουν ένα μέλλον που ανήκει στο γραφένιο. Δεν είναι τυχαίο άλλωστε ότι το γραφένιο θεωρείται ο αντικαταστάτης του πυριτίου στην κατασκευή των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που όλοι μας σήμερα γνωρίζουμε. Αν συμβεί κάτι τέτοιο κανείς μας δεν μπορεί να προβλέψει πόσα GHz θα είναι οι επεξεργαστές των κινητών μας και των υπολογιστών μας αλλά σίγουρα θα μπορούμε να δούμε μέσα από αυτά!!!
Όμως δεν είναι όλα τόσο ρόδινα όσο περιγράφονται παραπάνω. Μεγάλο πρόβλημα παρέμενε, προκειμένου να περάσουμε στην επανάσταση, το ότι δεν μπορούσε να παραχθούν μαζικά μεγάλες επιφάνειες γραφενίου.
Φαντάζομαι θα προσέξατε τον παρελθοντικό χρόνο στο ρήμα «παραμένω». Δεν χτύπησε ο δαίμων του τυπογραφείου αλλά η Samsung η οποία πέτυχε αυτό που μέχρι τώρα φαινόταν βουνό αναγκάζοντάς μας να χρησιμοποιήσουμε παρελθοντικό χρόνο!
Οι ερευνητές της Samsung πέτυχαν χρησιμοποιώντας τεχνικές χημικής εναπόθεσης (Εικόνα 2) να φτιάξουν ένα ενιαίο φύλλο γραφενίου διαστάσεων 30 ιντσών πάνω σε φύλλο χαλκού.
Στη συνέχεια κατάφεραν να αποκολλήσουν το φύλλο γραφενίου από το χαλκό και να το τυπώσουν πάνω σε διάφανο πλαστικό (Εικόνα 3). Με τον τρόπο αυτό το πλαστικό απέκτησε ηλεκτρικές ιδιότητες καθιστώντας ένα βήμα πιο κοντά τη χρήση του γραφενίου για ηλεκτρονικές εφαρμογές.
Ήδη οι άνθρωποι της Samsung προχώρησαν στην εφαρμογή των αποτελεσμάτων τους κατασκευάζοντας μια οθόνη αφής επιβεβαιώνοντας με τον καλύτερο τρόπο την επιτυχία τους (Εικόνα 4,5).
Αναμφίβολα θα χρειαστούν μερικά χρόνια ακόμα προκειμένου να δούμε το γραφένιο στις τσέπες με τη μορφή ενός υπερ-σύγχρονου κινητού. Τα πρώτα βήματα όμως έχουν ήδη αρχίσει να γίνονται και το μέλλον διαφαίνεται λαμπρό.
Μάλλον τελικά θα πρέπει να αναθεωρήσουμε τις λαϊκές μας ρήσεις μιας και τελικά ο άνθρακας είναι θησαυρός!
