Věda | Výzkum | Grafen

Zázračný grafen se dostává blíže k průmyslové výrobě, vědci ho dokáží vyrobit tisíckrát více

  • Průmyslově vyráběný grafen může způsobit revoluci v čipech, bateriích i materiálech
  • Nový způsob výroby umožňuje vyrobit tisíckrát více grafenu
  • Výroba nevyžaduje příliš energie ani nebezpečné chemikálie

O jednovrstvé formě uhlíku – grafenu, se už sní neuvěřitelně dlouho, Důvodem je především v tom, že v rámci jednoduché 2D konstrukce uhlíkových atomů nabízí neuvěřitelné vlastnosti – jedná se o nejpevnější materiál na světě a elektrony se skrze něj dokáží pohybovat takřka rychlostí světla.

Díky těmto speciálním vlastnostem může způsobit revoluci v oblasti tranzistorů, který by mohly mít frekvence i v řádu THz, solárních článcích s neuvěřitelně vysokou efektivitou nebo nabídnout baterie s vysokou kapacitou, které lze extrémně rychle nabíjet.

Možností použití je pochopitelně nepřeberné množství, ale vše závisí na tom, aby ho bylo možné vyrábět za co nejnižší cenu a v co největším množství.

Tři ingredience k efektivní výrobě grafenu

Vědci z univerzity v Kansasu vyvinuli a úspěšně si také patentovali novou metodu, jak vyrábět grafen mnohem jednodušeji, levnější, rychleji a také s minimálními požadavky na dodatečnou energii nebo spoustu nebezpečných chemikálií.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Zapalovací svíčka se stará o pravidelné exploze uvnitř nádoby, kde jsou veškeré potřebné částí pro tvorbu grafenu

Systém využívá pouze tří základních částí – uhlovodíkový plyn, kyslík a klasickou zápalnou svíčku, kterou jistě každý zná například z automobilů. Vše funguje zcela jednoduše – uzavřená natlakovaná nádoba se naplní ethenem, ethynem a kyslíkem a pomocí neustálých výbuchů, které způsobuje jiskra zapalovací svíčky, vzniká grafen, který se usazuje na vnitřním povrchu nádoby.

Klepněte pro větší obrázek
Vyrobený grafen na vnitřním povrchu nádoby

Tento způsob přitom vědci objevili vyloženě náhodou, protože původně měli v plánu vyrábět uhlíkový aerosol pro použití v gelu, který může sloužit jako základní materiál pro filtraci vody, fuel cell a podobně.

Vyrobí tisíckrát více už i v malé laboratoři

Současné metody výroby grafenu vyžadují spoustu energie, protože dochází ke spalování a míchání grafitu s řadou nebezpečných chemikálií (kyselina sírová, dusičnan sodný, manganistan draselný nebo například hydrazin) při vysokých teplotách kolem jednoho tisíce stupňů Celsia. Výsledkem je ale stejně nízká výtěžnost.

Klepněte pro větší obrázek
Dalším cílem je zrychlit proces získávání grafenu z nádoby z minut na sekundy

Nová metoda ale umožňuje místo miligramů vyrábět rovnou gramy a to i v této malé laboratoři. Vzhledem k tomu, že vědci používají jen velmi malou nádobu, je to obrovský pokrok v efektivitě výroby.

Revoluce je za rohem

Podle vyjádření je pochopitelně nutné ještě další vyladění výroby, aby vyrobený grafen měl ještě vyšší kvalitu, lepší výtěžnost a byl tak připraven pro skutečně velkou průmyslovou výrobu, která bude zahrnovat vše ve velkém a v mnohem větších jednotkách. Začíná tak především inženýrská činnost, kdy vědci musí vylepšit i systém odebírání grafenu z nádoby, aby netrval minuty, ale pouze sekundy.

Pokud nenastane žádný problém, „grafenové revoluce“ se dočkáme dříve, než se v posledních letech zdálo. Efektivní a levná průmyslová výroba grafenu se dotkne většiny zařízení (a jejich částí), která používáme, ale zasáhne i takové segmenty jako jsou lety do vesmíru, urychlovače částic (výzkum) nebo třeba supravodivost. Dostupný a levný grafen zkrátka ohlašuje další éru vědeckofantastických technologií, které se mohou stát realitou.

Diskuze (28) Další článek: Zprávy Živě: V USA se možná dočkají „práva na opravu“

Témata článku: Technologie, Věda, Výzkum, Baterie, Akumulátory, Grafen, Průmysl, Tranzistory, Průmyslová výroba, Výroba, Urychlovač částic, Nízká efektivita, Zapalovač, ECT, Mangan, Graf, Největší množství, Uhlovodík, Dusičnan, Urychlovač, Kyselina, Rychlost světla, Gel, Elektron, Kyselina sírová


Určitě si přečtěte

Pozor, na Česko v těchto dnech útočí falešné Tesco, Penny Market a Lidl

Pozor, na Česko v těchto dnech útočí falešné Tesco, Penny Market a Lidl

** Máme tu další českou phishingovou vlnu ** Podle průzkumů máme stále problém s kybernetickou gramotností ** Nebezpečím jsou děti, které opouštějí rodiče

Jakub Čížek | 37

37 nejstrašnějších počítačů, které jste kdy viděli

37 nejstrašnějších počítačů, které jste kdy viděli

** Přehled nejhorších počítačů na světě ** Šílené konstrukce a materiály ** Jak to dopadne, když se o počítač nestaráte

Karel Javůrek | 22

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

** S cenou do 20 tisíc lze vybrat solidní notebook na práci i hry ** Přenosné notebooky nabídnou i kovová těla a rychlý hardware ** Na hraní se hodí více peněz, ale na použitelný základ dvacet tisíc stačí

Tomáš Holčík, David Polesný | 50

Pojďme programovat elektroniku: Rádiový čip, který má skoro každá bezdrátová myš

Pojďme programovat elektroniku: Rádiový čip, který má skoro každá bezdrátová myš

** Bezdrátové myši řídí čip od Nordic Semiconductors ** Jeho rádiové vysílače si před lety oblíbila i komunita kutilů ** Dnes si je vyzkoušíme v praxi

Jakub Čížek | 9

USA rozdávají chudým dotované telefony s Androidem. Jsou z Číny a plné virů

USA rozdávají chudým dotované telefony s Androidem. Jsou z Číny a plné virů

** Chudí Američané mohou dosáhnout na dotovaný mobil ** Jeden takový rozdává třeba tamní Virgin Mobile ** Má to jeden háček. Je prošpikovaný malwarem

Jakub Čížek | 42



Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 12 bezdrátových sluchátek

Vyplatí se Apple z bazaru?

Test batohů pro notebooky

Vybíráme nejlepší sportovní hodinky