Grafenski papir jači od čelika

Znanstvenici UTS-a (University of Tehnology Sidney), proizveli su grafenski papir koristeći kemijski proces kojim su grafen pretvorili u jedan sloj gusto pakiranih atoma ugljika u heksagonalnoj kristalnoj rešetci, koji je tanak poput lista običnog papira, no pokazuje nevjerojatnu čvrstoću

Usproređujući ga s čelikom, grafenski papir (GP) je 6 puta lakši, 5 do 6 puta manje krut, 2 puta čvršći, 10 puta otporniji na istezanje, te 13 puta elastičniji.

Mada ne predstavlja potpunu nadmoć nad kvalitetom čelika, GP predstavlja veliki korak unaprijed u domeni opće čvrstoće materijala, a obzirom da je proizveden od grafena, to mu daje zanimljiva električna, termalna i mehanička svojstva.

Najvažnije od svega je što grafenski papir nije posebno kompliciran niti skup za proizvodnju, stoga bi mogao naći široku primjenu u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji, u kojima tehnolozi već dulje vremena rade na razvoju novih materijala baziranih na ugljikovim vlaknima, čime se dobiva lake i čvrste oplate, što u konačnici utječe na smanjenje težine i potrošnje goriva.

Znanstvenici UTS-a svoj su rad objavili u časopisu Journal of Applied Physics, predočivši rezultate testova i prikazavši nanostrukturne uzorke grafenskog papira koje je proizveo njihov tim pod mentorstvom profesora Guoxiu Wanga. Znanstvenici su uspješno samljeli čisti grafit, potom ga pročistili i filtrirali, te pomoću kemikalija preoblikovali u nanostrukturne konfiguracije koje su potom procesuirali u listove tanke poput papira.

Ali Reza Ranjbartoreh, vođa znanstvenog tima zaslužnog za pronalazak grafenskog papira. FOTO Credit: Lisa Aloisio via UTS

Vođa znanstvenog tima, Ali Reza Ranjbartoreh, izjavio je kako nitko do sada nije koristio slične procedure koje bi dovele do izvanrednih mehaničkih osobina grafenskog papira. “Mi smo daleko ispred svih drugih istraživačkih timova na svijetu”, kaže Ali. “Fantastične mehaničke karakteristike sintetiziranog GP-a, čine ga vrlo obećavajućim materijalom za komercijalne i tehnološke svrhe”, dodaje.

Pored male težine, čvrstoće i fleksibilnosti, grafenski papir je podložan recikliranju, stoga predstavlja i ekološki prihvatljiv materijal. Obzirom da australski rudnici posjeduju velike zalihe resursa grafita, Ali vidi i velike koristi za ekonomiju ove zemlje, koja bi mogla postati industrijsko-tehnološki div, kad grafenski papir uđe u masovnu proizvodnju.

GRAFEN 

Dr. sc. Petar Pervan

 Dr. sc. Petar Pervan, znanstveni savjetnik Instituta za fiziku u Zagrebu, eksperimentalni fizičar koji radi u području površinske fizike i nanoznanosti, objašnjava svojstva grafena.  

Nevidljiv je prostom oku, a opet oči tehnologa cijelog svijeta uprte su u njega. Zašto? Zato jer je bolji vodič od bakra, jer je čvršći od dijamanta i milijun puta tanji od lista papira. Možete ga naći u svakoj grafitnoj olovci. Njegovo je ime grafen. 

Grafen je dvodimenzionalna struktura gusto pakiranih atoma ugljika u heksagonalnoj kristalnoj rešetci. Sastavni je dio grafita kojeg možemo naći u olovkama koje svakodnevno koristimo. Njegova egzotična svojstva potakla su tisuće znanstvenika da se bave istraživanjem bazičnih svojstava grafena ali i svim mogućim primjenama kojih je iz dana u dan sve više. Grafen nije samo najtanji nego i najčvršći materijal u prirodi. Bolji je vodič od bakra a kao vodič topline daleko je bolji od svih drugih poznatih materijala. Gotovo je potpunosti providan ali istovremeno gust da kroz njega ne može proći ni najmanji atom poput helija. Za ključni doprinos koji je omogućio eksperimentalni rad s ovim dvodimenzionalnim materijalom, dvojica istraživača sveučilišta u Manchesteru, Andre Geim i Konstantin Novoselov, dobili su 2010. godine Nobelovu nagradu za fiziku.