Lepší a levnější výroba
Původně se grafen nacházel mezi běžným obyčejným grafitem. Když si dáte trochu práce, dokážete dostat něco málo grafenu z každé obyčejné tužky.  Jak se ukázalo, že je to velmi slibný materiál, začalo se s jeho výrobou různými způsoby, jako je například rozplétáni uhlíkových nanotrubiček. Nebo třeba metodou vakuového napařování při teplotě kolem 1000°C. Milimetr takto vyrobené grafenu není vůbec jednoduchá a tím pádem ani laciná záležitost, navíc vysoká teplota zanáší do grafenu strukturální poruchy.

Výzkumníci z Caltechu nyní přišli s postupem, jak celou výrobu zjednodušit a navíc ji provádět při pokojové teplotě. Původně to začalo jako zábava přes obědovou pauzu jednoho z vědců, Davida Boyda, který zkoušel zreprodukovat jeden z postupů, jak vyrobit grafen napařováním metanu na plátek mědi. Jednou spustil pokus a zazvonil telefon, než David domluvil, nechal běžet celý pokus podstatně déle, než obvykle a výsledek jej velmi překvapil. Jak sám říká, byl to „Aha“ moment, kdy si uvědomil, že na růst grafenu potřebuje velmi čistý povrch mědi, bez oxidů mědi na povrchu. A zároveň si uvědomil, že existuje stará, osvědčená metoda, jak ve vakuu zbavit měď potahu z oxidu. Elektrické pole vytvoří z vodíku z molekul metanu vodíkovou plazmu, která očistí povrch měděného plátku od oxidů a zároveň nějak nanese na očištěný povrch uhlík do grafenové struktury. A to vše za pokojové teploty a opět tak trochu díky náhodě, protože netěsnící ventily vpouštěly do komory více metanu, než Boyd zamýšlel.

 

Boyd se spojil s Mai Chang Yeh při dalším zkoumání svého objevu. Podařilo se jim zjistit, že vodíková plazma zřejmě reaguje se vzduchem v komoře a vytváří kyanové radikály, molekuly uhlíku a dusíků, zbavené elektronů. Tyto elektricky nabité molekuly potom reagují s nepravidelnostmi na povrchu měděného plátku a vytvářejí výsledný grafen. Vše za pokojové teploty, grafen obsahuje méně strukturálních poruch než při jiných způsobech výroby.

Grafenové žárovky

Jak už bylo napsáno výše, má grafen celu řadu výhod. Jednou z nich je jeho použití při výrobě svítících diod (LED). Jak o tom nedávno informovala BBC, jde do sériové výroby stmívatelné svítidlo založené na vláknech LED diod obalených grafenem. Za výzkumem sotjí Universita v Manchesteru, projekt financovala kanadská společnost Graphene Lighting. Více prezidentem této společnosti je profesor Colin Bailey, který působí na manchestreské univerzitě. Svítidlo by mělo být cenově srovnatelné a možná i levnější než klasické LED žárovky a navíc slibuje o 10 % lepší účinnost, než je to u současných LED svítidel. Materiál má samozřejmě i další využití, ale konkrétně tyto žárovky by se měly objevit na trhu na počátku příštího roku. V této souvislosti je vhodné připomenout, že to bylo právě na univerzitě v Manchesteru, kde Andre Greim a Konstantin Novoselov v roce 2004 objevili grafen a poprávu za to získali Nobelovu cenu za fyziku.

 

Video: Grafenové žárovky by měly uspořit 10 % energie a být levnější, než ty ledkové.

Magnetický grafen

Grafen se zkoumá už roky a to ze všech možných směrů. Jedním z nich jsou i magnetické vlastnosti této látky. Vědci z U.S. Naval Research Laboratory pod vedením Dr. Woo-Kyung Leeho dokázali vytvořit v grafenu magnetické domény. Ponořili grafén napařený na křemíkový čip do tekutého dusíku s příměsí lithia. Výsledkem bylo přidání vodíkových atomů na přesně specifikovaná místa grafenové struktury a tím vytvoření feromagnetických domén.

 

Pokud se ptáte, k čemu je to dobré, tak například by to mohlo miliónkrát zvětšit kapacitu pevných disků. Tohle představuje opravdovou výzvu Murphyho pravidlu, že čím větší disk, tím rychleji se zaplní. Na druhou stranu, nechtěl bych z tohoto disku odvádět OSE poplatky za kapacitu nosiče. Už teď jsou to desetikoruny, tak si to vynásobte miliónem. Ne, podobný disk u nás uplatnění určitě nenajde, tedy určitě ne legálně.

Literatura

http://www.caltech.edu/news/caltech-scientists-develop-cool-process-make-better-graphene-45961
http://www.bbc.com/news/science-environment-32100071
http://www.nrl.navy.mil/media/news-releases/2015/nrl-researchers-pattern-magnetic-graphine