A grafén, 2004-es felfedezése idején, igazi csodaanyagként került be a köztudatba, amely a rendkívüli vezetőképességének és strapabíró struktúrájának köszönhetően a felhasználási területek egészen széles körében tehet jó szolgálatot az emberiségnek, azonban az elmúlt években kiderült, hogy ennek van egy nagy akadálya: az előállítása bonyolult és költséges, ezért a rendelkezésre álló viszonylag kis mennyiség és magas ár az útjába áll annak, hogy tényleg beteljesítse a hozzá fűzött nagy reményeket.

A grafén, ami a szén egyik allotróp módosulata, szénatomok egy atom vastagságú, méhsejtes formába rendeződött rácsa, ami az acélnál is nagyobb keménységgel és a gumi rugalmasságával rendelkezik, a szabad elektronjai pedig olyan könnyedén mozognak, mintha nem lenne tömegük, ezért az elektromos vezetőképessége sokszorosa más anyagokénak.

A grafént jelenleg is számos termékben alkalmazzák és a kutatók folyamatosan kísérleteznek azzal, hogy újabb, hatékonyabb módjait találják fel az előállításának, valamint felkutassák azokat a felhasználási területeket, ahol a legnagyobb szükség lehet az anyagra, ami még mindig előkelő helyet foglal el az úgynevezett csodaanyagok között, még akkor is, ha a hirtelen jött népszerűsége némileg alább is hagyott a kezdeti idők óta. Amíg a grafén gazdaságos és nagy méretekben való előállításának előkészítése zajlik a laboratóriumokban, addig azonban már fel is bukkant a trónkövetelő, ami méghozzá a grafén egészen közeli rokona.

A grafinnak nevezett anyag szintén a szén allotrópja és nagyon hasonlít a grafénra: az egyatom vastagságú szerkezeten belül hatszögletű rácsokba rendeződnek a szénatomok, amelyek azonban nem szigorúan szabályos méhsejtes szerkezetet hoznak létre, hanem ennél komplexebb mintákat az atomok közötti kötések eltérő jellege miatt. A grafénen belül a szénatomok egyes és kettes kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, míg a grafin esetében kettes és hármas kötéseket alkotnak.

"A grafénnel ellentétben, amely kizárólag sp²-hibridizált szénből áll, a grafin sp-hibridizált szenet tartalmaz, periodikus illesztve az sp²-hibridizált szénből álló keretbe."

- magyarázzák a kutatók a tanulmányban.

A grafin, emiatt a különleges elrendezés miatt az elektromosságot szintén rendkívül jól vezeti, de van egy nagy előnye a grafénnel szemben: az elektronok áramlása kontrollálható, és létezik egy olyan grafin forma, ami (nagy valószínűséggel) az elektronokat egy irányba vezeti. A grafinnek ugyanis számos változata létezhet, amelyeket a szénatomok egymástól kicsivel eltérő elrendezése különböztet meg egymástól. Az elmúlt években ezek közül csak egyet sikerült előállítani: a grafidiint, de azt is csak egészen kis mennyiségben, ez a változat pedig a legígéretesebb grafin verzióknál puhább és kevésbé ellenálló.

A boulderi Coloradói Egyetem kutatói most a régen megjósolt anyagnak egy másfajta típusát hozták létre, ahogy arról a május 9-én a Nature Synthesisben megjelent tanulmányukban beszámoltak,

ez alkalommal az γ-grafint sikerült szintetizálni,

ami fenilin és etilén építőelemeket tartalmaz és jóval stabilabb, mint a grafidiin. Az új anyagot alkin helyettesítéssel (metatézis) állították elő, amelynek során a szénatomok háromszoros kötéseit felbontották és újrarendezték. Az alkin metatézis visszafordítható folyamat, így alkalmazásakor lehetőség nyílik a javításra is, amennyiben nem megfelelő eredményt kapnak a kutatók.

Az γ-grafin a kutatók szerint vezetőképesség tekintetében jelentősen eltér a graféntől, de jó értelemben, sőt, ez lehet a következő új generációs csodaanyag. A következő lépés, hogy az anyag tulajdonságait további kísérletek során jobban megismerjék és megtalálják a módját, hogy nagyobb mennyiségben is létre tudják hozni.

(Fotó: CU Boulder, Getty Images/Vincenzo Lombardo)

Az acélnál is erősebb műanyagot hoztak létre Az MIT kutatóinak egy olyan eljárással sikerült létrehozniuk az új anyagot, amiről mindeddig mindenki úgy gondolta, hogy lehetetlen.