مجید جویا: گرافن را «ماده جادویی» قرن 21 می‌نامند. این ماده که گفته می‌شود محکم‌ترین ماده‌ای است که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته، جایگزینی برای سیلیکون است و خواص عجیب آن مانند بیشترین میزان رسانایی الکتریکی در بین مواد شناخته شده، دنیای علم (و رسانه‌ها) را تکان داده است.
به گزارش بی‌بی‌سی، جیمز هون، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه کلمبیا می‌گوید: «پژوهش‌های ما گرافن را به عنوان مستحکم‌ترین ماده شناخته شده تاکنون ثبت کرده است. گرافن 200 برابر قوی‌تر از فولاد است و برای این که یک مداد بتواند یک ورقه نازک گرافن را سوراخ کند، باید وزن یک فیل را به آن اعمال کرد».
کاربردهای متعدد گرافن حتی از خواصش نیز شگفت‌انگیزتر است. گرافن حتی یک ماده هم نیست، بلکه طیف بسیار گسترده‌ای از مواد است. از این حیث می‌توان آن را با پلاستیک مقایسه کرد. می‌توان آن را در هر جایی به‌کار برد، از مواد کامپوزیت مثل فیبر کربنی گرفته تا صنایع الکترونیک.
از آن‌جاکه خواص گرافن هنوز ناشناخته است، هر روز دانشمندان بیشتری به کار بر روی پروژه‌های آن علاقمند می‌شوند. اکنون حدود 200 شرکت به پژوهش بر روی گرافن مشغولند و فقط در سال 2010 / 1389 تقریبا 3000 مقاله در مورد آن منتشر شده است.
فواید آن برای شرکت‌ها و مصرف‌کنندگان هم کاملا روشن است: ابزارهای سریع‌تر و ارزان‌تر که باریک‌تر و انعطاف‌پذیرترند. به این فکر کنید که گوشی هوشمند خود را لوله کنید و مانند مداد نجاران، پشت گوش بگذارید!
اگر گرافن را با کاربردهای امروزی پلاستیک مقایسه کنیم، باید به انتظار روزی باشیم که همه چیز، از پاکت میوه گرفته تا لباس‌ها، دیجیتال شوند. کارت‌های ارتباطی آینده، توان پردازشی به اندازه موبایل‌های هوشمند امروزی خواهند داشت. گرافن می‌تواند کاربردهای کاملا جدیدی در ابزارهای الکترونیکی شفاف، انعطاف‌پذیر و بسیار سریع‌تر از امروز پیدا کند. یک مثال از استفاده‌های دیگر آن می‌تواند افزودن پودر گرافن به تایرها برای قوی‌تر کردن آنها باشد.
سرعت نامحدود
سامسونگ با همکاری دانشگاه سانگ‌کیون‌کوان کره جنوبی، بیشترین سرمایه‌گذاری را بر روی تحقیقات گرافن انجام داده است. این شرکت توانسته یک نمایشگر لمسی انعطاف‌پذیر 25 اینچی را با استفاده از همین فناوری تولید کند و قصد دارد طی پنج سال آینده ده‌ها محصول تجاری دیگر با استفاده از گرافن تولید کند.
ولی شرکت‌هایی مانند آی‌بی‌ام و نوکیا هم به آینده گرافن امید بسته‌اند. آی‌بی‌ام یک ترانزیستو 150 گیگاهرتزی تولید کرده است؛ در حالی که سریع‌ترین ترانزیستور سیلیکونی قابل قیاس با این ترانزیستور، در فرکانس 40 گیگاهرتز کار می‌کند.
به گفته دکتر یو مینگ لین از آی‌بی‌ام، «در مورد سرعت ترانزیستورها، در حال حاضر هیچ مرزی برای حد نهایی سرعت آنها وجود ندارد. هرچند به مشکلاتی برخورده‌ایم که باید برطرف شوند، ولی فکر نمی‌کنم که مشکلی با خواص گرافن داشته باشیم».
«خاموش کردن»
به رغم موج فعلی پیشرفت، سرمایه‌گذاری و توجه رسانه‌ای، خیلی از پژوهشگران چنین اطمینانی به گرافن ندارند. برخی از آنها مطمئنند که گرافن همه خواصی را که از آن انتظار می‌رود، در خود ندارد.
دکتر فایدون آووریس از آی‌بی‌ام می‌گوید: «احساس می‌کنیم که تصور گرافن به عنوان جایگزینی برای سیلیکون خیلی سخت است. این ماده به خودی خود، band gap را که یک ویژگی حیاتی است، ندارد (به این معنی که گرافن نمی‌تواند رسانایی الکتریکی را متوقف کند و «خاموش شود»، و به این ترتیب استفاده از آن به جای سیلیکون غیر ممکن می‌شود). کاربردهای گرافن و کاربردهای سیلیکون در محدوده‌های متفاوتی قرار دارند».
حتی برجسته‌ترین دانشمندان نیز بر این باورند که جایگزینی سیلیکون، امری بعید است. به گفته پروفسور گیم، «این یک رویا است. این چشم‌انداز بسیار فراتر از افق قابل مشاهده است، به حدی که حتی نمی‌توان به درستی آن را ارزیابی کرد».
مشکل دانشمندان این است که این خواص «جادویی» تنها در مقیاس خیلی کوچک دیده شده‌اند. به گفته دکتر لین، «این قدرتی که گفته می‌شود، حتی در نمونه‌های میکروسکوپی هم دیده نمی‌شود. در نتیجه به رغم اینکه گرافن در مقیاس کوچک خیلی محکم‌تر از فولاد تقویت شده است، باید در مورد این ادعاها محتاط باشیم. ما محدودیت‌های گرافن را درک می‌کنیم. هدف ما جایگزینی سیلیکون نیست، ولی در تلاشیم تا کاربردهای خاصی بیابیم تا بتوان از خواص آن استفاده کرد».
با تمام سرمایه‌گذاری‌ها و نیاز بازار، دانشمندان در مورد سرعت تبدیل این خواص به واقعیت نگرانند. دکتر آووریس می‌گوید: «ما خوشحال‌ترین افراد در دنیا خواهیم بود اگر بتوانیم سیلیکون را جایگزین کنیم. ولی مسئله اصلی صداقت و عدم مبالغه است».
53271
نظر شما