Nobel za przyszłość

Krzem się starzeje
Elektronika oparta na krzemie, czyli taka, z jakiej dzisiaj korzystamy przy budowie komputerów, telefonów, aparatów fotograficznych… dosłownie wszystkiego, powoli staje się niepraktyczna. Nie da się jej w nieskończoność miniaturyzować. A miniaturyzacja i ciągłe podnoszenie poprzeczki jest siłą napędową elektronicznego przemysłu. Już od jakiegoś czasu wiadomo, że krzem w najbliższej przyszłości trzeba będzie czymś zastąpić. Najczęściej mówi się właśnie o węglu, konkretnie o grafenie. Zbudowane z niego procesory mogłyby być mniejsze i szybsze. Pierwszy, zbudowany w tym roku w jednym z laboratoriów należących do giganta elektronicznego – firmy IBM, był dwa razy szybszy niż najlepsze procesory krzemowe dzisiaj. A to dopiero początek. Eksperci szacują, że procesory grafenowe będą tysiące razy wydajniejsze niż te, którymi dzisiaj dysponujemy. Tyle o elektronice. Ale z grafenu mogą być budowane przezroczyste i elastyczne wyświetlacze dotykowe. Takie przydałyby się w telefonach, zegarkach, monitorach i telewizorach. Grafen praktycznie w ogóle nie zatrzymuje światła. Z drugiej strony można go zrolować bez obawy, że się złamie. Jest tak elastyczny, że można go bez uszkadzania rozciągnąć o 20 proc.

Grafen – bez kompromisów
Grafen, a także struktury z niego produkowane, takie jak nanorurki węglowe (warstwa grafenu zrolowana w walec) i fulereny („kulka” zbudowana z jednej warstwy węgla), można dodawać do różnych materiałów, powodując, że te stają się bardziej wytrzymałe i bardziej elastyczne. Dodanie do tworzywa sztucznego niewielkich ilości grafenu (ok. 1 proc.) powoduje, że staje się ono doskonałym przewodnikiem. A to otwiera w zasadzie nieograniczone możliwości, bo podział pomiędzy przewodnikami a izolatorami załamuje się. To, co do niedawna nie przewodziło prądu, w wyniku dodania bardzo małych ilości struktur węglowych staje się przewodnikiem. Z grafenu albo z materiałów, w których jest jego domieszka, można by budować samochody, samoloty, a nawet satelity. Trudno znaleźć do tego celu lepszy materiał.

Lekki, elastyczny i wytrzymały. A nie: albo wytrzymały, albo elastyczny. Grafen jest materiałem, przy którym można zapomnieć o kompromisach. To wszystko, co wyżej zostało opisane, można by robić już dzisiaj, ale na razie cena grafenu jest bardzo wysoka. Póki co, to materiał bardziej niż ekskluzywny. Jeszcze dwa lata temu płatek grafenu o powierzchni milimetra kwadratowego kosztował ponad 1000 dolarów. Dzisiaj cena spadła, bo stworzono technologię pozwalającą produkować jego płachty o szerokości do 70 cm. Gdyby wyprodukować taką płachtę o długości 2000 km, ważyłaby ona tylko jeden kilogram. I byłaby idealnie przezroczysta.