Grafen, karbon atomlarının altıgen şeklinde dizildiği tek katmanlı yapıya verilen addır. Grafitin yapı taşı olarak düşünülebilir. “Mucize malzeme” ismiyle anılmasının sebebi ise kendine has özellikler barındırmasıdır. Tek atom kalınlığında olmakla birlikte çelikten 200 kat daha güçlü bir yapıya sahiptir. Endüstriye entegre edildiğinde yaşadığımız dünyayı değiştirecek bir mihenk taşı olma potansiyeli taşır.
Grafen’i Kim Buldu?
Grafen, 2004 yılında bir bant yardımıyla grafitin eksfoliyasyonu sayesinde elde edilmiştir. 2010 yılında Andre Geim ve Konstantin Novoselov grafenin mucitleri olarak Nobel Fizik Ödülü kazanmışlardır. Grafen birçok malzeme ile birlikte kullanılıp özellikleri modifiye edilerek birçok uygulamaya adapte edilebilir. Dünyanın dört bir yanından birçok akademisyen ve bilim insanı grafeni yeni kullanım alanları için adapte etmeye ve grafen için yeni üretim yöntemleri bulmaya çalışmaktadır.
Grafenin Kristal Yapısı
Teorik olarak, grafen yeni bir nesne değildir. Bununla birlikte, grafenin keşfinden önce, bunlar her zaman karbonun iki boyutlu (2D) bir biçimde var olup olamayacağı konusunda bir tartışmaydı. Aslında, teorik tahminlere göre, bu tür malzemenin katmanlarının veya makromoleküllerinin kristal bir yapıda büyüyemediği belirli sıcaklıklarda hiçbir bağımsız 2D kristalin kararlı olmadığı yaygın olarak kabul edildi. Bu nedenle, grafenin günlük hayatımızda sıkça ortaya çıkması oldukça garip, ancak 2004 yılına kadar hiç kimse onu bulamamıştı. Daha da ilginç olanı, diğer birçok bilimsel keşfin aksine, grafenin ilk gözlemi oldukça dramatik.
Grafenin Kullanıldığı Yerler
Grafenin saf değişik ürünlere entegrasyonu zor olduğundan, bunu sağlayabilmek için endüstriyel ürünlerde grafen oksit, indirgenmiş grafen oksit ve işlevselleştirilmiş ve indirgenmiş grafen oksit gibi işlenmiş türevleri üzerinde çalışılır ya da uygulanacağı malzemeye göre, grafen, çeşitli modifikasyon işlemlerine tabi tutulur. Grafen oksit, yapısında oksijen bazlı fonksiyonel gruplar barındırır. Oksidasyon derecesine göre yarı iletken veya yalıtkan bir malzeme davranışı gösterir. İletkenliğinin bu derece manipüle edilebilmesi ise grafen oksiti biyomedikal, kaplama, enerji depolama, elektronik cihazlar, biyo-sensörler gibi birçok alanda öne çıkarır.
Kaynaklar:
1) nanografi.com.tr/grafen/
2) sciencedirect.com
