بعد 20 عامًا من اكتشاف خصائصها الإلكترونية
مادة عجيبة .. تغير العالم بهدوء .. وتطلق ثورة صناعية..!!
اكتُشفت مادة الجرافين عام 1947 . وقبل عشرين عامًا، نشر أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف، عالما الفيزياء بجامعة مانشستر، ورقة بحثية حول “تأثير المجال الكهربائي في الجرافين”. ووصف عملهما الخصائص الإلكترونية غير العادية للجرافين، وهو شكل بلوري من الكربون بسمك ذرة واحدة فقط.
يقول ستيفن ليث، زميل مستشار، الهندسة الكيميائية والعملياتية، جامعة ستراثكلايد، في مقال لموقع كونفرسيشن: “في ذلك الوقت، بدأت دراستي للدكتوراه بجامعة ساري. وكنا متشككين في مفهوم هذا الكربون. لم نكن نصدق أن المادة التي نحصل عليها فعليًا من “سن” القلم رصاص بشريط لاصق كانت كما يدعون. لكننا كنا مخطئين.
تم ابتكار طرق جديدة لصنع هذه المادة. والادعاءات المذهلة حول خصائصها جعلتها أقرب إلى الخيال. الجرافين أقوى من الفولاذ، مرن للغاية، زلق جدًا وغير منفذ للغازات. موصل إلكتروني يتفوق على النحاس وموصل حراري أفضل من الألماس.
تم الترحيب بالجرافين باعتباره مادة ثورية، حيث وعدت بإلكترونيات فائقة السرعة، وأجهزة كمبيوتر عملاقة ومواد فائقة القوة. وشملت الادعاءات الأكثر خيالية المصاعد الفضائية، والأشرعة الشمسية، وشبكيات العين الاصطناعية، وحتى عباءات الإخفاء.
بعد ست سنوات فقط من عملهما، حصل جيم ونوفوسيلوف على جائزة نوبل في الفيزياء، مما أشعل الحماس حول هذه المادة العجيبة. ونُشرت مئات آلاف الأبحاث حول الجرافين ومتعلقاته.
هل كان الجرافين نجاحًا باهرًا أم مجرد هراء؟ الواقع أنه بين الاثنين.
لا شك أن وسائل الإعلام الشعبية تبالغ في القصص العلمية لجذب الجمهور، الأكاديميون أيضًا ليسوا بمنأى عن المبالغة. هذا قد يفيد في دفع التقنيات الجديدة للأمام. ولكن، قد يكون رد الفعل سيئًا إذا بدت مخيبة للآمال.
من منظور التقنيات المبتكرة، لا يزال الجرافين جديدًا، ومن المبكر التوصل لأي استنتاجات حول تأثيره.
ما حدث هو دخول الجرافين في تطبيقات عملية عديدة. ويرجع هذا لمبادرة أوروبية رائدة، تهدف لنقل الجرافين من المختبرات للتطبيقات التجارية، وبذلك تم تطوير 90منتجًا خلال العقد الماضي.
وتشمل المنتجات البلاستيك المخلوط للمعدات الرياضية عالية الأداء، وإطارات السباق الأكثر متانة للدراجات، وخوذات للدراجات النارية توزع قوى الصدمة بشكل أفضل، وطلاءات موصلة للحرارة، ومواد تشحيم ميكانيكية.
ودخل الجرافين للبطاريات والمكثفات الفائقة، فأتاح لها شحنًا أسرع وأعمارًا أطول. وتُستخدم أحبار الجرافين لتصنيع أجهزة الاستشعار، والتتبع اللاسلكي، والدروع الكهرومغناطيسية لحماية الإلكترونيات الحساسة. ويستخدم لتحسين جودة الصوت بسماعات الرأس، وزيادة كفاءة وحدات التكييف.
وتُستخدم منتجات الجرافين لتحلية المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي وتنقية مياه الشرب وغير ذلك الكثير. ولا يمكن إنكار دور الجرافين في علم المواد. وقد نجهل أنه موجود بسياراتنا وهواتفنا المحمولة.
