Fizycy Konstatntin Nowosiłow i Andriej Gejm z University of Manchester odkryli metodę kontrolowania przewodnictwa elektrycznego grafenu. To przełom umożliwiający zastosowanie tego materiału w cyfrowej elektronice.
Grafen przewodzi prąd trzydzieści razy szybciej niż krzem (zbliżając się do szybkości światła), dlatego dokonane odkrycie może zostać wykorzystane do zwiększenia wydajności pracy komputerów. W kwietniu 2011 r. polscy naukowcy opatentowali metodę przemysłowej produkcji grafenu.
>>> Czytaj też: Metoda masowego wytwarzania grafenu Włodzimierza Strupińskiego została opatentowana
W 2004 r. pochodzący z Rosji naukowcy jako pierwsi uzyskali grafen, a w zeszłym roku zostali uhonorowani nagrodą Nobla. Wyniki najnowszych badań zostały opublikowane w poprzednim tygodniu w „Science.”
Do niedawna zastosowanie grafenu było ograniczone do stworzenia bardziej wydajnych baterii i giętkich ekranów dotykowych – urządzeń niewymagających możliwości zatrzymania ruchu elektronów w materiale. Nowosiłow i Gejm byli w stanie kontrolować przepływ prądu dzięki zawieszeniu dwóch warstw grafenu w próżni.
„Zaobserwowali zjawisko, które wydawało się wcześniej nieosiągalne” – powiedział Yu-Ming Lin, naukowiec z IBM, który skonstruował pierwszy układ scalony z grafenu wielkości wafla krzemowego, w czerwcu tego roku. Dodał też, że obecnie Armonk, Samsung oraz amerykańskie lotnictwo i marynarka zastanawiają się jak wykorzystać grafen w półprzewodnikach i komputerach.
Ostatnie odkrycie może doprowadzić do stworzenia “zupełnie nowych rodzajów tranzystorów” – powiedział Nowosiłow. „Można prawdopodobnie wykorzystać go w chipach komputerowych, ale wierzymy, że mamy tu coś innego, znacznie ważniejszego.”
>>> Zobacz też: Opatentowanie grafenu wprowadzi Polskę do ligi światowych potęg w elektronice
Gdy wydawało się, że grafenu nie da się wykorzystać jako półprzewodnika firma Wellesley oceniła, że wartość rynku produktów opartych na tej odmianie węgla osiągnie wartość 675 mln dolarów do 2020 r. Jeśli odkrycie Nowosiłowa i Gejma umożliwi konstrukcję urządzeń opartych na półprzewodnikach, grafen wkroczy na rynek, który według Semiconductor Industry Association w 2010 r. miał wartość 298,3 miliardów dolarów.
“W ciągu kilku następnych lat usłyszycie wiele o tranzystorach bazujących na dwuwarstowym grafenie” – twierdzi Gejm. „To będzie początek długiej drogi do grafenowych układów scalonych.”
Grafenowa rewolucja techniczna
IBM na zlecenie amerykańskiego Departamentu Obrony bada możliwości zastosowania grafenu do stworzenia wydajniejszych telefonów komórkowych, lepszego radaru oraz urządzeń medycznych do wczesnego wykrywania chorób, stwierdził Lin.
Z kolei Nokia, sprawdza potencjał grafenu do wykorzystania w telefonach komórkowych, ekranach dotykowych oraz elektronicznym druku (printed electronics). Zdaniem Jani Kivioji z Nokii nowa technologia ekranów dotykowych z grafenu pojawi się już niedługo. Dzięki dużej elastyczności materiału i jego odporności, jest 300 razy bardziej wytrzymały od stali, ma powstać Nokia Morph – pierwszy zmiennokształtny telefon komórkowy. „W dłuższej perspektywie jest Możliwe, że grafen będzie w stanie zastąpić krzem” – powiedziała Kivioja.
>>> Polecamy też: Polski rząd wesprze szukanie przemysłowych zastosowań dla grafenu
Grafen może zrewolucjonizować również rynek samochodów. Urządzenia grafenowe znacznie zwiększają bowiem wydajność akumulatorów pojazdów elektrycznych. „Z grafenową baterią takiej samej wielkości i wagi jak obecnie dostępne, będzie można przejechać 300 mil zamiast 100” – powiedział Yuegang Zhang z Lawrence Berkeley National Laboratory.
/>
/>
/>