Serwis używa plików cookies, aby mógł lepiej spełniać Państwa oczekiwania. Podczas korzystania z serwisu pliki te są zapisywane w pamięci urządzenia. Zapisywanie plików cookies można zablokować, zmieniając ustawienia przeglądarki. Więcej o plikach cookies możesz przeczytać tutaj.

Autorzy więcej

A co ty wiesz o grafenie...?

W dniu dzisiejszym miałem zamiar przybliżyć Państwu nowatorską koncepcję druku 4D (tak, coś takiego już istnieje!), ale na stronie głównej portalu Gazeta.pl przywitał mnie dziś Pan Premier Tusk mówiący o... grafenie! Skoro sam Pan Premier pochylił się nad tym tematem, niestosownym byłoby nic na ten temat nie wspomnieć. Oto i grafen - fakty i mity...

A co ty wiesz o grafenie...?
Najpierw ciekawostka: grafen to materiał, którego istnienie było jeszcze niedawno wręcz kwestionowane! Po raz pierwszy koncepcja grafenu pojawiła się w opracowaniach Kanadyjczyka PR Wallace`a, który w 1947 roku stworzył opis teoretyczny tego materiału. Miał on przypominać wizualnie plaster miodu i mieć jednoatomową grubość, tworząc tzw. "strukturę dwuwymiarową". Świat nauki nie pozostał wobec tego obojętny, udowadniając w licznych pracach, iż jest to niemożliwe. Na przestrzeni kolejnych lat temat był podejmowany przez pojedynczych naukowców, jednakże nikomu nie udało się osiągnąć niczego przełomowego. To zmieniło się w 2004 roku, gdy naukowcy z Georgii w USA i Manchesteru w UK stworzyli materiał posiadający własności grafenu, znany do tej pory wyłącznie z naukowych opracowań. Sześć lat później, w 2010 roku Andriej Gejm i Konstantin Nowosiołow z uniwersytetu w Manchesterze otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za swoje badania nad tym niezwykłym materiałem.

grafen.jpg

Czym jest zatem grafen? Jego zaletą są jego niewiarygodne, praktycznie wykluczające się nawzajem właściwości fizyczne. Jest najcieńszym znanym nauce materiałem o równocześnie najwyższej wytrzymałości – 200 razy większej od stali. Jest całkowicie przezroczysty, jednakże na tyle gęsty, że nie przepuści nawet jednego atomu helu. Rozciąga się do 20% swojej powierzchni bez utraty swoich właściwości. Dodatkowo przewodzi prąd równie dobrze jak miedź. Jeżeli zacznie być wykorzystywany w produkcji, zrewolucjonizuje świat na podobnym poziomie, jak w czasach przedhistorycznych uczyniło to odkrycie żelaza.

_

Niestety grafen ma też dwie zasadnicze wady: strasznie trudno się go pozyskuje i jeszcze nikt niczego z niego nie wyprodukował (nie licząc np. eksperymentalnych układów scalonych)... Zatem wracając do naszego porównania z żelazem: wiemy już co to jest, wiemy skąd możemy je wydobyć, ale nikt jeszcze nie próbował przetopić go na jakikolwiek przedmiot. W sumie to chyba jeszcze nikt nie wpadł na to, jak się za to zabrać...?

Do tej pory grafen pozyskiwano na dwa sposoby: mechaniczne odrywano go za pomocą taśmy klejącej z wysokiej jakości grafitu lub osadzano go na metalach z fazy gazowej. W pierwszym przypadku proces jest dość prosty, lecz bardzo mało efektywny - pozyskany materiał nadaje się co najwyżej do prac badawczych. W drugim przypadku technologia pozyskania materiału jest tańsza, niestety jego jakość jest bez porównania gorsza. Tak czy inaczej w obydwu przypadkach pozyskany grafen nie nadaje się do produkcji przemysłowej zarówno pod kątem jakościowym jak i ilościowym.

To wszystko ma się wkrótce zmienić.

Polscy naukowcy z Politechniki Łódzkiej wspólnie z warszawskim Instytutem Technologii Materiałów Elektronicznych i firmą Seco-Warwick ze Świebodzina, opracowali nowatorską technologię opierającą się na osadzaniu chemicznym, pozwalającą na wytworzenie grafenu wysokiej jakości przy niskich kosztach! W przyszłym roku mają zostać wypuszczone pierwsze specjalistyczne urządzenia do pozyskiwania materiału, którego koszt ma (podobno) oscylować w granicach 300 $ / cm2. Polska stanie się potęgą, grafenowym Eldorado, zaopatrując w ten niezwykły surowiec cały  świat. Niczym w krajach Bliskiego Wschodu, do budżetu państwa będą płynąć grafenodolary, windując Polskę do grona najszybciej rozwijających się gospodarek świata. 

Tak samo jak w przypadku gazu łupkowego...

I tym kolejnym porównaniem przechodzimy do sedna zagadnienia. Polska ma liczne złoża gazu łupkowego, które teoretycznie mogłyby uczynić z niej jedną z potęg gospodarczych Europy, co niestety dość szybko okazało się mało prawdopodobne, z uwagi na liczne problemy związane z jego wydobyciem. Abstrahując od kwestii technologicznych, wydobycie gazu łupkowego wiąże się wysokim stopniem dewastacji środowiska naturalnego, doprowadzając do tego, że Polska zamiast potentatem stałaby się europejską wersją Ekwadoru zdewastowanego przez koncerny paliwowe pokroju Chevronu wydobywające stamtąd ropę. 

ogoni-spill.jpg

Jak to się ma do grafenu? W skali krajowej - nijak, w skali światowej - a czy grafen sam w sobie jest materiałem bezpiecznym dla zdrowia? Okazuje się bowiem, że to co decyduje o jego największych zaletach - czyli atomowa budowa, równocześnie niesie ze sobą zagrożenie. Drobne cząstki grafenu - zwane „nanopłytkami” (ang. „nanoplatelets”) mogą być wchłaniane wraz z powietrzem do płuc wywołując szereg problemów natury zdrowotnej. Innymi słowy, grafen staje się problematyczny gdy zaczyna się pylić. Oczywiście sam w sobie tego nie uczyni, ale idąc dalej tym tropem, pojawia się problem jego utylizacji. Jeżeli zaczniemy wykorzystywać go w produkcji masowej urządzeń elektronicznych jako pokazano to na powyższym filmie, bardzo szybko staniemy przed problemem wzgórz grafenowych śmieci. I tu warto postawić pytanie: czy grafen nie okaże się pewnego dnia tym samym co kiedyś azbest (skądinąd również bardzo ciekawy materiał)?

Wracając do porównania z gazem łupkowym: czy ponownie nie okaże się, że jesteśmy w posiadaniu czegoś, co będzie miało jedynie teoretyczną wartość i czego nie będziemy wstanie tak naprawdę zmonetyzować?

Podsumowując, grafen ma szereg niesamowitych właściwości czyniących go być może najdoskonalszym materiałem w historii ludzkości, jednakże z drugiej strony posiada też ciemną stronę, która tak naprawdę dopiero jest rozpoznawana. Dlatego warto mieć na uwadze potencjalne zagrożenia związane z tym surowcem i patrzeć na sprawę z delikatnym dystansem.

Niezależnie od tych rozważań, które mogą mieć konsekwencje dopiero w przyszłości, nie da się ukryć, iż na dzień dzisiejszy stoimy w obliczu olbrzymiej szansy, jaką jest masowa produkcja grafenu. Możliwe że za parę lat, ten surowiec okaże się śmiertelną trucizną i zagrożeniem, lecz w obliczu wielce prawdopodobnego załamania finansów publicznych, co nam szkodzi cynicznie wykorzystać popyt i sprzedawać go na potęgę? Pytanie tylko, czy rząd polski wykorzysta nadarzającą się okazję, czy też tradycyjnie pozostawi sprawy samym sobie, licząc że jakoś to będzie? Abstrahując od rzeczywistych motywacji, dziś Premier Tusk dał nam wszystkim świadectwo na to, że w ogóle o grafenie słyszał. To dobrze. Zobaczymy za jakiś czas, czy i jak długo o nim pamiętał…?
Data:
Tagi: #grafen

Paweł Ślusarczyk

Nie tylko druk 3D - https://www.mpolska24.pl/blog/nie-tylko-druk3d

Nazywam się Paweł Ślusarczyk i zajmuję się drukiem 3D. Prowadzę największy portal informacyjny poświęcony tej technologi - CENTRUM DRUKU 3D, jak również inne, powiązane z nim serwisy. Jestem członkiem społeczności druku 3D w Polsce, wspierając ludzi i firmy tworzące rodzącą się właśnie branżę. Mało kto o nas słyszał, mało kto o nas cokolwiek wie... Produkujemy swoje rzeczy w głębokim undergroundzie, próbując od czasu do czasu pokazać Wielkiemu Światu, że są one naprawdę innowacyjne i kreatywne, wyprzedzając nieco swój czas... Prezentując Państwu zagadnienia z tej i pokrewnych branż mam nadzieję przybliżyć tą tematykę i zachęcić do jej głębszego eksplorowania.

Jesteśmy aktualnie na tym samym etapie, na jakim były komputery osobiste na początku lat 80-tych. Na rynku są już Microsoft i Apple, ale nie ma jeszcze Della, Asusa, czy Lenovo. Podobnie jak wtedy, drukarki 3D używane są wyłącznie albo do pracy – albo do zabawy. Ludzie patrzą na drukarki 3D z nadzieją, lecz nie brakuje sceptyków kwestionujących przydatność tego typu urządzeń i skazujących je na marginalność.

Tymczasem cytując indonezyjskiego pisarza Y.B. Mangunwijaya: „może nie widać jeszcze tego na powierzchni, ale pod ziemią huczy już ogień”. Mam nadzieję, że dzięki moim tekstom gdy ogień wybuchnie, będziecie Państwo na niego przygotowani :-)

Komentarze 5 skomentuj »

Ciekawy tekst. Jestem zielony w tym temacie. Fajnie, że zwrócił Pan przy okazji uwagę na konsekwencje wydobywania gazu łupkowego. To ważne, bo świadomość społeczeństwa w tym zakresie jest wciąż bardzo niska, a a wmawia nam się, że możemy być drugą Arabią Saudyjską. Pozdrawiam!

Marcin Burkiewicz 10 lat 6 miesięcy temu

brak opcji follow na fb. ogarnij się ;)

Rozsądnie. Rzeczowo. Ciemna strona grafenu może pojawić się również w takim miejscu, że za czapkę gruszek i sowite prowizje dla politycznych łapówkarzy patenty trafią do obcych rąk i na odkryciach polskich naukowców ciężkie pieniądze będą robić cudzoziemskie korporacje. Klasycznie - sprywatyzują zysk, kilku oszustów się wzbogaci, a kosztami ciemnej strony obciążą obywateli.

Janusz Szabłowski 10 lat 6 miesięcy temu
+2

Jeżeli Tusk ma decydować, jak wykorzystać grafen dla dobra Polski, to jestem zdecydowanym pesymistą. Obłowią się wszelkiej maści szubrawcy.!!!

Sergiusz Bulikowski 10 lat 6 miesięcy temu

Coś mi się zdaje ,że skopią tą sprawę tak samo jak skopali z niebieskim laserem - koncepcję przejęły zachodnie koncerny, a nasi naukowcy zostali na lodzie.Tylko podatki potrafią wymyślać. A wielu z tych durni w sejmie nie wie nawet co to ten grafen.

I jeszcze w tym artykule jakiś pseudo ekologiczny wtręt o gazie łupkowym:
"I tym kolejnym porównaniem przechodzimy do sedna zagadnienia. Polska ma liczne złoża gazu łupkowego, które teoretycznie mogłyby uczynić z niej jedną z potęg gospodarczych Europy, co niestety dość szybko okazało się mało prawdopodobne, z uwagi na liczne problemy związane z jego wydobyciem. Abstrahując od kwestii technologicznych, wydobycie gazu łupkowego wiąże się wysokim stopniem dewastacji środowiska naturalnego, doprowadzając do tego, że Polska zamiast potentatem stałaby się europejską wersją Ekwadoru zdewastowanego przez koncerny paliwowe pokroju Chevronu wydobywające stamtąd ropę. "

Czyli: w Polsce się nic nie opłaca, środowisko będzie zatrute. A w USA jakoś się opłaca gaz łupkowy a jego wydobycie będzie rosnąć. I nie mają problemu ze skażeniem środowiska. A ludzie mają pracę.
To samo w Polsce będzie z grafenem...

Musisz być zalogowany, aby publikować komentarze.
Dziękujemy za wizytę.

Cieszymy się, że odwiedziłeś naszą stronę. Polub nas na Facebooku lub obserwuj na Twitterze.