Nyt voit unohtaa titaanit, hiilikuidut, timantit ja nanopinnoitteet kaikkein kestävimpiä materiaaleja miettiessäsi. Timantin tapaan hiiliatomeista koostuva grafeeni on nimittäin tällä hetkellä kiistatta maailman kestävin materiaali. Timanttia rakenteeltaan jossain määrin muistuttavan grafeenin erona on, että tämä on tasavahvuista, koostuen täsmälllisistä yhden atomin paksuisista mikrokokoisista hiiliatomiverkoista. Käytännön sovelluksia varten atomin paksuisia grafeeniverkkoja ladotaan sitten sopiva määrä toivotun vahvuuden saavuttamiseksi.

Esimerkkinä materiaalin kestävydestä Columbian yliopiston professori James Hone kertoo, että ”jos muovikelmin paksuinen grafeenikalvo pingotettaiisiin kahvikupin päälle ja sitten yritettäisiin puhkaista kalvo lyijykynän kärjellä, niin kynää täytyisi painaa kalvoa vasten henkilöauton massalla, ennen kuin materiaali antaisi periksi”

Tähän asti äärimmäisen kallista grafeenia on käytetty lähinnä äärimmäisen pieninä kappaleina johdinkomponenteissä. Veikkaisin kuitenkin, että sota- ja avaruusteknologian yrityksissä ollaan jo kovaa vauhtia miettimässä käytännön sovelluksia grafeenille suuremmassa mittakaavassa.

Lähteet: en.wikipedia.org, www.core77.com

Edellinen artikkeliSkone-nokka helpottaa pullon tyhjentämistä
Seuraava artikkeliSuper Sushi on Lego-sushia

25 KOMMENTIT

  1. eikö grafeenin ylivoimaisesti yleisin käyttökohde juuri nyt ole ihan normaali lyijy-kynä?

    Kuinka isoja yhden atomin paksuisia verkkoja ovat saaneet aikaan, veikkaan että eivät ihan vielä kahvikupin kokoisia?

  2. Kuules anon..
    Grafiitti ja grafeeni ovat _hieman_ eri asia jos et ole huomannut..

  3. Kuules anon..
    Grafiitti ja grafeeni ovat _hieman_ eri asia jos et ole huomannut..

  4. hehehe anon taisit hieman sählätä. 😛
    Minua jäi vaivaamaan paljonko tämä materiaali maksaa. Veikkaan että todella kallista.

  5. Materiaalihan sinänsä ei ole kovin kallista, sen valmistaminen sen sijaan on.

  6. Jos nyt oikein tajusin niin onko tuo niinkuin kevlar eli tavallaan kangasta laitetaan ”suojattavan” pinnan päälle?

  7. Nyt joku kehittäisi vielä halvalla toimivan nano-tehtaan joka tekisi liukuhihnalla näitä. Voi niitä käyttökohteita 🙂 Tulisi vaan aseteollisuudella kiire keksiä aseita joilla näistä tehtyjä luotiliivejä saisi hajalle… Kai pitäisi tyytyä syövyttäviin ja polttaviin ammuksiin tms…

  8. ”Tulisi vaan aseteollisuudella kiire keksiä aseita joilla näistä tehtyjä luotiliivejä saisi hajalle… Kai pitäisi tyytyä syövyttäviin ja polttaviin ammuksiin tms…”

    Ei tuo materiaali luoteja sentään kestä ellei sitten ole jotain 5-cm paksumpaa. Näinollen liivit painaisivat ihan saatanasti.

  9. Voisihan se olla luotiliiveissä yksi monista kerroksista jos on kevyttä? Ja voisitko perustella vastauksesi että pitää olla 5cm paksua että kestää luodin?

  10. eipä tuo anon nyt niin kaukana ole puheissaan…

    It is now presumed that tiny fragments of graphene sheets are produced (along with quantities of other debris) whenever graphite is abraded, such as when drawing a line with a pencil.

  11. ”Materiaalihan sinänsä ei ole kovin kallista, sen valmistaminen sen sijaan on.”

    Ääh. Todella epäonnistunut pätemisyritys. Mikä tahansa materiaali muuttuu kalliiksi, jos sitä voidaan tuottaa vain vähän ja kysyntä on kova.

  12. TheMagician olet jokseenkin oikeassa sillä Grafeeni on yhden atomin paksuinen hiililevy eli ikäänkuin aukileikattu nanoputki.

  13. ”Ei tuo materiaali luoteja sentään kestä ellei sitten ole jotain 5-cm paksumpaa. Näinollen liivit painaisivat ihan saatanasti.”

    En aivan tarkkaa laskelmaa ole tehnyt mutta jos lyijykynän läpipainaminen muovikelmun paksuisen grafeenikalvon läpi vaatii henkilöauton verran massaa, niin minun logiikan mukaan luoti pysähtyy takuuvarmasti. Vai onko muodostaako luoti liike-energian ja massansa avulla yli 1400kg vastaavan paineen osumakohtaansa?

    Luoti saadaan pysäytettyä, mutta kamalaa jälkeä se tekee osumakohtaan silti jos sitä iskusta aiheutuvaa painetta ei saada jaettua laajemmalle alueelle ja jotenkin esivaimennettua.

    Hyvä esimerkki kekseliäästä ja turvallisesta luotiliivistä on Dragonskin, Googlettakaapa se tai katsokaa Future Weaponsin jakso jossa ko. luotiliiviä testataan. Sen minä haluaisin päälleni jos joudun tulilinjalle.

  14. Niin, sp3-liitoksilla kytketystä ’kanaverkko’ hiilestä tässä on kyse jokatapauksessa (grafeeni, grafiitti, nanoputket).
    Luulisin että nanoputkessa lisäksi itse putki-rakenne antaa jäykkyyttä ainakin jos putkea yrittää taivuttaa sivusuunnassa. Mekaaniset resonanssitaajuudet nanoputkille ovat muistaakseni GHz luokkaa (jäykkyys on iso ja massa pieni)!

    Edelleen olisi kiva tietää kuinka ison palan yhden-atomin paksuista kanaverkkoa ovat saaneet aikaan. jo 1mm x 1mm olisi varmaan maailmanennätys.

    ps. muovikelmun paksuus on taas sitten ’hieman’ enemmän kuin yhden atomikerroksen…

  15. Kuinkakohan paljon tästä valmistettu kahvikuppi maksaisi? ettei ihan heti menisi hajalle.

  16. liitokset ovat sp2-liitoksia kylläkin eikä sp3. En nyt kyllä varsinaisesti tajunnut että miten tämä tosiaan eroaa grafiitista, fullereeneista, nanoputkista tai timanteista sillä varsinkin grafiittihan on nimenomaan grafeenilevyjä jotka ovat muistaakseni dispersiovoimilla toisissaan kiinni (mikä tekee siitä pehmeää). Timantti sen sijaan on neljällä liitoksella kiinni kolmen sijaan eli kuulostaisi vielä kestävämmältä. Hieman epäilen siis artikkelin todenpitävyyttä. Ja tuosta luodin lävistyksestä: Suomen armeijan 7,62 RK taitaa läpäistä vaan 1,5cm terästä eli ei grafeeniakaan ainakaan viittä senttiä tarvita.

  17. Timantti on toki kovempaa kuin grafeeni, mutta myös hauraampaa. Grafeenissa suuri vetolujuus yhdistyy joustavuuteen, mikä tehnee siitä kokonaisuudessaan kestävämpää kuin timantista. Näin maalaisjärkeiltynä.

  18. Tästä Grafeenista on ollut juttua monessa paikassa, äskettäin esim. prosessori-lehdessä 6-7/08.

    Yksi tapa ’valmistaa’ grafeenia on irroittaa sitä grafiitista. Eli grafiitti on siis klimppi erilaisia grafeenilevyjä, ja siitä kun aletaan irroittelemaan levy kerrallaan, saadaan lopulta yhden atomikerroksen levyjä. Mutta tämä ei ole kovin käytännöllistä. Tällä konstilla kasaan saadut grafeenilevyt ovat mikrometriluokkaa.

    Erilaisia epitaksiaalisia kasvatusmenetelmiä tutkitaan kovasti, jotta saataisiin isompia pinta-aloja. Tällä hetkellä on saatu peitettyä 2″ kiekon pinnoituksia, mutta tasa-laatuisuuden kanssa on vielä ongelmaa ja atomikerroksia tulee enemmän kuin yksi.

Comments are closed.