Grafen je jednou z nejzajímavějších a nejvýznamnějších materiálů 21. století. Jedná se o jednovrstvou síť atomů uhlíku, uspořádaných do hexagonální struktury, která připomíná plátek včelího vosku. Tato jednovrstvá struktura uhlíku má mnoho unikátních vlastností, které ji činí jedním z nejvíce slibných materiálů pro širokou škálu aplikací. Zde se dozvíte více o grafenu a jeho různých využitích.
Struktura a vlastnosti grafenu:
Grafen je složen z atomů uhlíku spojených do dvourozměrného hexagonálního vzoru. Každý atom uhlíku je spojen se třemi dalšími atomy uhlíku. Tato jednovrstvá struktura má několik výjimečných vlastností:
- Výborná vodičelektrického proudu: Grafen je jedním z nejlepších vodičů elektrického proudu na světě. Elektrony v grafenu se pohybují prakticky bez odporu, což činí z tohoto materiálu skvělou volbou pro elektroniku.
- Vysoká pevnost: Grafen má vysokou pevnost, je dokonce několikrát silnější než ocel při stejné hmotnosti. Tato pevnost z něj činí ideální materiál pro konstrukci lehkých a pevných struktur.
- Průhlednost: Grafen je průhledný pro viditelné světlo, což ho činí potenciálně užitečným pro výrobu průhledných displejů a solárních panelů.
- Termální vodivost: Grafen je také skvělým vodičem tepla, což ho činí vhodným pro různé tepelné aplikace.
Využití grafenu:
- Elektronika: Grafen má obrovský potenciál v elektronice. Může být použit pro výrobu rychlejších a účinnějších tranzistorů, paměťových čipů a displejů.
- Fotovoltaické články: Díky své průhlednosti a vodivosti může být grafen použit pro výrobu efektivnějších solárních panelů.
- Superkapacitory: Grafen může být použit pro výrobu superkapacitorů, což jsou zařízení schopná uchovávat velké množství elektrické energie a nabíjet se velmi rychle. To by mohlo vést k vývoji výkonnějších baterií pro elektrická vozidla.
- Materiály pro letecký a kosmický průmysl: Díky své vysoké pevnosti a nízké hmotnosti je grafen vhodným materiálem pro výrobu leteckých a kosmických struktur, což by mohlo zvýšit efektivitu letadel a raket.
- Filtry a membrány: Grafenové membrány mohou být použity pro ultraúčinné filtry, které umožňují průchod pouze malým molekulám, což je užitečné například při odstraňování soli z mořské vody.
- Biomedicína: Grafen má potenciál v oblasti biomedicíny pro vytváření senzorů pro detekci biomolekul a léků.
- Výzkum nových materiálů: Grafen slouží také jako základ pro výzkum a vývoj nových materiálů s různými vlastnostmi a aplikacemi.
Je důležité poznamenat, že i přesto, že grafen má obrovský potenciál, stále existují výzvy v oblasti jeho hromadné výroby a praktického využití. Avšak výzkum a vývoj tohoto materiálu pokračují, a tak se očekává, že se grafen stane stále důležitějším materiálem v různých průmyslových odvětvích v budoucnu.
Zdroj: https://www.repsol.com/en/energy-and-the-future/technology-and-innovation/graphene/index.cshtml
