Günden güne hızla artan teknolojik gelişmeler toplumların kendi öz tarihlerini yönlendirir. Grafenin de bu gelişmelerin içinde yer alabilmesi mümkün olmuştur. Bronz ve demir antik çağ toplumlarında yayılabilmesi açısından çok fazla önem arz ediyordu ki, bu madenlerin ardından böylece çağlar isimlendirilmiş oldu.
Bu son zamanlarda, yeni bir maddenin geleceği değiştirme potansiyeline sahip olduğu fark edildi. Süper madde olarak adlandırılmış olan grafeni daha iyi anlamak için çabalayan pek çok araştırmacı mevcuttur. Grafenin mükemmel özelliklere sahip olması onun neredeyse efsanevi görülmesini sağlıyor, ancak fizik ve mühendisliğin geleceği için çok gerçek ve sert etkiler ve tehditler ile karşı karşıya kalınabilir.
Bunu tanımlamanın en kolay yolu, ince bir grafit tabakası olmasıdır. Bu yumuşak pul madde, kalemler için kullanılır. Grafit, elementel karbonun bir allotropudur, yani aynı atomlara sahiptir, ancak bu atomların düzeni farklıdır, bu da maddeye farklı özellikler verir.
Örneğin, elmas ve grafit, her ikisi de karbon formlarıdır, ancak özellikleri çok farklıdır. Elmas çok güçlü olmasına rağmen grafit çok kırılgandır. Grafen atomları altıgendir. Onlar düzenlenir. İlginç bir şekilde, grafitten ayrıldığında grafen bazı sihirli özellikler sergiler. Bununla birlikte, grafen bilinen evrendeki en güçlü malzemelerden biridir. Gerilme mukavemeti 130 GPa’dır (Giga Pa) Gücü çeliğin 100 katıdır.
Grafenin Yapısı Nasıldır?
Grafen hem iletken hem de şeffaftır. Bu nedenle, güneş pilleri için bir malzeme olarak büyük potansiyele sahiptir. Genellikle güneş pilleri silikon kullanır Fotonlar bir maddeye çarptığında, silikon bir elektrik yükü oluşturur ve serbest elektronları serbest bırakır. Silikon, kendisine çarpan her foton için sadece bir elektron salıyor. Çalışmalar, grafenin kendisine çarpan her foton için birden fazla elektron salabildiğini göstermiştir. Bu nedenle, grafen güneş enerjisini dönüştürmede daha iyisini yapabilir.
Yakında, daha ucuz ve daha güçlü grafen piller, yenilenebilir enerjide büyük bir artışa yol açabilir.
Grafenin Zararları Nelerdir?
Grafenin zararları nelerdir konusuna gelince; Health Canada’nın grafen içeren maskelerin dağıtımını, üretimini ve ithalatını sağlık riskleri oluşturabileceği için durdurmak istediğini hatırlayabilirsiniz. Çünkü grafen içeren maskeler üzerinde araştırma yapan yetkililer, ön değerlendirmelere dayanarak solunan grafen partiküllerinin akciğer toksisitesine neden olabileceğini belirlediler. Barselona’daki çeşitli merkezlerden bilim adamları, beyne implante edilebilen ve izlenebilen mikro transistörler geliştirmek için bu esnek, ultra ince malzemeyi, grafeni kullanıyorlar.
Hepimizin bildiği gibi, beyin sinyallerinin her biri farklı bölgelerde ilgili bilgiler sağlayan yüksek ve düşük frekanslı sinyaller vardır. 0.1 Hz’nin altındaki bu çok düşük frekanslar elektrotlarla ölçülemez, ancak bunları grafen mikrotransistörlerle okuyabiliriz. Farelerin beyinlerinde test edilmiştir. Çok küçük bir alanı kaplayan bu malzeme aynı zamanda sensör olarak da kullanılabilir.
Bu madde ile karbon bazlı mikroçiplerde elde edilebilir. Canlı hücrelerdeki hücresel süreçlerle etkileşime girebilir veya bunları bozabilir ve hasara neden olabilir. Uzmanlar, nanomalzemelerin vücutta karbon nanomalzemelere dönüştüğünde veya dokularda biriktiğinde organlar için risk oluşturabileceğini söylüyor. Yani grafene maruz kaldığınızda; vücudun bağışıklık sistemi tepki verecek ve iltihaplanmaya neden olacak, bu da ilerde kanser olacağınız anlamına geliyor.
Örneğin, bunun için vücutta grafenin birikmesini ve aglomerasyonunu en aza indirmek için bazı önerilerde bulunurlar. Çünkü organizasyonda birikmesi ciddi zararlara neden olabilir. İsrail’de ikinci doz Pfizer/BioNTech aşısı olan 62 kişide miyokard iltihabı (miyokardit) gelişti. ABD sağlık kuruluşunun CDC’sinde (Hastalık Önleme ve Önleme Merkezleri) bir grup uzman, mRNA ile aşılanan gençler arasında çok nadir görülen kalp hastalığının aşı ile ilgili olabileceğini belirtti.
Grafen Nasıl Elde Edilir?
Grafen, mekanik pul pul dökülme, sıvı faz pul pul dökülme, silisyum karbür ayrıştırma, kimyasal buhar çöktürme ve grafen oksit indirgeme gibi yöntemlerle hazırlanabilir. Grafen oksitin indirgeme yöntemi dışındaki yöntemlerin çıktısı düşüktür. Grafen oksidin indirgenmesi zor ve zaman alıcı bir işlemdir, ancak yüksek verimle ölçeklendirmek en uygunudur. Kimyasal bir yöntem olarak, grafen oksitin indirgenmesi çok zorlu bir süreçtir ve süreç değişkenlerinin nihai ürünün performansı üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu sıkı süreç kontrolü gerektirir. Kimyasal buhar çöktürme gibi düşük verimli yöntemlerle grafen üretimi konusunda yerli araştırmalar olmasına rağmen, grafen oksitten kimyasal yöntemlerle grafen üretimi hala belirsizdir.