Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Grafen:Potentialet af et kulstofatom-tykt vidundermateriale er ikke undsluppet industriens radar

Graphene FET Flagship er et ambitiøst europæisk projekt med fokus på det eponyme nye vidundermateriale. grafen, et etatom tykt lag kulstof, er let, gennemsigtig og stærk, hvis egenskaber endnu ikke er fuldt ud opdaget. Flagskibsprojektet vil modtage en milliard euro over en tiårig periode for at flytte grafen ud af akademiske laboratorier og ind i samfundet, hvor dets applikationer forventes at have en stærk teknologisk og økonomisk indvirkning.

Jani Kivioja, en finsk videnskabsmand, som er forskningsleder ved Nokia Research Center i Cambridge, Storbritannien, leder de industrielle aktiviteter inden for projektet. Hans gruppe søger at løse videnskabelige udfordringer for at transformere den konvergerende internet- og kommunikationsindustri. Her, han taler med youris.com om, hvad grafen kan gøre for europæiske borgere.

Hvordan blev grafen opdaget og af hvem?

Grafen har været i det videnskabelige rampelys siden de første banebrydende eksperimenter i 2004. Andre Geim og Kostantin Novoselov ved University of Manchester er pionerer inden for grafen. De blev anerkendt af Nobelprisen i fysik i 2010. De første ansøgninger så også dagslys i 2010.

Nokias forskning med grafen går tilbage til 2006. Vores arbejde har fokuseret på både eksperimentelt og teoretisk arbejde med baserede batterier og superkondensatorer, gennemsigtige fleksible film, grafen transistorer og sensorer.

Hvilke anvendelser kan komme fra grafen?

Grafen er gennemsigtigt, men det er også ekstremt fleksibelt, men stadig stift og en meget god leder. Det kan bruges til at skabe produkter, der er lettere, mere robust, gennemsigtig, fleksibel og strækbar. Og at gøre nye elektroniske og fotoniske enheder mulige. De vigtigste potentielle applikationer er, for eksempel, hurtige elektroniske og optiske enheder, fleksibel elektronik, funktionelle letvægtskomponenter og avancerede batterier.

Eksempler på nye produkter, der kunne aktiveres af grafenteknologier omfatter hurtige, fleksibel og stærk forbrugerelektronik såsom elektronisk papir og bøjeligt personligt kommunikationsudstyr, og lettere og mere energieffektive fly. På længere sigt, grafen forventes at give anledning til nye beregningsparadigmer og revolutionerende medicinske anvendelser, med en mulighed er kunstige nethinder. Det har også potentiale inden for spintronics, en ny teknologi, der udnytter både elektronernes iboende frihedsgrad, kaldet spin, og dets tilhørende magnetiske moment.

Hvordan kan grafen betragtes som en platformsteknologi?

Grafen har overlegen mekanisk, elektriske, termiske og optiske egenskaber i forhold til andre kendte materialer. I øvrigt, grafen har virkelig unikke kombinationer af overlegne egenskaber. Alt dette vil muliggøre et væld af applikationer inden for forskellige områder. Desuden, forskellige applikationer kunne realiseres ved at bruge det samme materiale, grafen, og grafen-relaterede processer. Det er det, vi mener, når vi siger, at grafen er en platformsteknologi.

Hvad er formålet med FLAGSHIP-projektet?

Missionen for Graphene Flagship er at tage grafen og relaterede lagdelte materialer fra akademiske laboratorier og ind i samfundet. Dens mål er at revolutionere flere industrier og skabe økonomisk vækst og nye job i Europa.

Denne forskningsindsats vil dække hele værdikæden fra materialeproduktion til komponenter og systemintegration. Det er også rettet mod en række specifikke mål, der udnytter grafens unikke egenskaber. For nu er der masser af huller i grafenfremstillingsindustrien, men dette vil ændre sig.

Der er allerede nogle lovende ansøgninger. Du kan udskrive elektronik ved hjælp af grafenblæk, for eksempel. Men teknologien vil virkelig have en stor indflydelse i fremtiden, fem til ti år fra nu.

Hvilke potentielle fordele giver dette projekt for industrien?

Det er en unik mulighed for mange virksomheder, giver dem mulighed for at engagere sig med den akademiske verden for i fællesskab at skabe europæiske grafenindustrier, giver udsigt til øget økonomisk vækst og nye beskæftigelsesmuligheder.

Nokia er interesseret i grafen, men kan ikke gøre alt selv, og vi og andre industrier kan drage fordel af en forbedret forsyningskæde. Også, Nokia kan give meget til dette projekt. Ofte har store offentligt finansierede projekter en tendens til at være ret akademiske, hvor ansøgninger og effekt ikke er så tydelig. Men min rolle og Nokias rolle her er at sørge for, at projektet påvirker hele Europa gennem dets fremtidige applikationer.

Er der udfordringer ved at bruge grafen industrielt på et masseprodukt som dette?

Grafenteknologi er stadig i sin vorden, og der er behov for koordineret forskning i stor skala, men hvis de samme fremskridt fortsætter, forventer vi at se nogle ret fantastiske ting i en ikke alt for fjern fremtid. Globale investeringer i grafenteknologi er i milliarder af dollars, men forsyningskædestrukturen er stadig under udvikling. Og korrekt standardisering af grafen-afledte applikationer er også nødvendig, før masseprodukter når markedet.


Varme artikler