Graphene genopfinder fremtiden

For mange videnskabsmænd, opdagelsen af ​​et-atom-tykke plader af grafen er enormt betydningsfuld, noget med potentiale til at påvirke næsten alle aspekter af menneskelig aktivitet og bestræbelse.

Grafen er "gemt" inde i grafit, en malm, der ikke tidligere har været særlig eftertragtet. Men for et par år siden, det afslørede en hemmelighed. På molekylært niveau er det et unikt todimensionelt molekyle:et elektrisk ledende gitterlignende lag kun et kulstofatom tykt.

"Vi har åbnet en dør og fundet et stort rum uden vægge eller loft. Det er potentielt ubegrænset, " sagde professor Dan Li, fra Monash Universitys afdeling for materialeteknik.

Grafen har normalt forsigtige fysikere og kemikere, der klør af begejstring, betaget af mulighederne, der begynder at tage form - fra fleksibel elektronik indlejret i tøj, til biomedicin (forestil dig syntetiske nerveceller), langt bedre former for energilagring (små, men uhyre kraftfulde batterier) og en række nye materialer, der kunne gøre mange af nutidens almindelige metaller og polymerer overflødige.

Men på trods af det ekstraordinære potentiale for grafens egenskaber, anstødsstenen har været at få den til en brugbar form.

Professor Li har opfundet en omkostningseffektiv og skalerbar måde at spalte grafit i mikroskopiske grafenplader og opløse dem i vand. Ud fra dette har han udviklet to nye grafenteknologiske platforme – udgangspunktet for udvikling af kommercielle applikationer. Den ene er en grafengel, der fungerer som en superkondensatorelektrode, og den anden er et 3-D porøst grafenskum.

Grafengelen giver den samme funktionalitet som porøst kulstof – et materiale, der i øjeblikket er hentet fra kokosnøddeskaller til brug i superkondensatorer og andre energikonverterings- og lagringsteknologier – men med markant forbedret ydeevne.

Superkapacitorer har en voksende række applikationer, efterhånden som deres kapacitet øges, fra at drive computerhukommelsesbackup til at drive elbiler.

Professor Lis team har også været i stand til at give grafen en mere funktionel 3D-form ved at konstruere den til et elastisk grafenskum, der bevarer sine ekstraordinære kvaliteter.

Professor Li sammenlignede sin udvikling med at have opfundet mursten, og sagde, at det var tid til at hente arkitekter og bygherrer til at skabe nye teknologier baseret på hans platforme.

"Mulighederne nu er ubegrænsede, " han sagde.