Új csodaanyag született - először sikerült előállítani a grafén testvéranyagát

2022 / 05 / 23 / Bobák Zsófia
Új csodaanyag született - először sikerült előállítani a grafén testvéranyagát
A szén újabb allotróp módosulatának létezését elméleti szinten már régen megjósolták, de az előállítása eddig lehetetlennek bizonyult.

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.


Autót vennél mostanában? Nézz bele a PLAYER AUTÓTESZT ROVATÁBA!
Minden friss és izgalmas autót kipróbálunk, amit csak tudunk, legyen az dízel vagy elektromos, olcsó vagy luxus, kétszemélyes vagy kisbusz!
Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.