ما هي مادة الغرافين ولماذا تُسمى مادة المستقبل؟

يتم تصوير مادة الـ غرافين على أنّها المادة "الأعجوبة" و"الإنجاز" في عالم الإختراعات وخصوصًا لناحية أهميتها الواسعة في عالم التكنولوجيا. وتُعتبر اليوم مادة الـ غرافين من العناصر التي نجدها حاضرة بقوة في كل قطاعات الأبحاث والدراسات... من أجل تفكيك واكتشاف هذه المادة التي تُعتبر في طور التطوّر.

تعرف على مادة الغرافين، من ماذا تتكون، السبب خلف مميزاتها المهمة، أبرز استعمالاتها في عالم اليوم وهل هي حقاً الأقوى .

ما هي مادة الغرافين وكيف اكتُشفت؟

مع اهتمام العلماء بشكل كبير بمادة الـ غرافين ، وجد العلماء أنّ استعمالات هذه المادة الثورية مُتعددة إلى جانب طرق الإستفادة منها. ولكن ما هي إذًا مادة الـ غرافين وكيف تم اكتشافها؟

في البداية تم اكتشاف هذه المادة بشكل رسمي في مطلع القرن الواحد والعشرين، رغم دراستها بشكل نظري في فترة أربعينيات القرن العشرين. حيث استبعد العلماء في تلك الفترة احتمال وجود ما يُعرف بمادة ثُنائية الأبعاد... ما ساهم في تأخير ظهور هذه المادة.

اعتُبر عام 2004 بداية حقبة مادة الـ غرافين، بعد تمكُن ونجاح عالمان من أصلٍ روسي من جامعة مانسشتر في اكتشاف هذه المادة بعد القيام بالعديد من الإختبارات... لتليها عمليات الإنتاج، الفصل (العزل) ثم تعريف ووصف ذرّات مادة الـ غرافين. وبعد الكثير من التجارب التي تمحورت حول الغرافين، استطاع هذان العالمان أن يحصلا على رقاقة مصنوعة من مادة الـ غرافين بسماكة إستثنائية. فوصلت سماكة هذه الرقاقة إلى حوالي ذرة واحدة.

تتألف مادة الـ غرافين التي تتمته بمرونة غير مسبوقة وشفافية عالية من طبقة واحدة من ذرّات الكربون (من أكثر العناصر الغنية) التي ترتبط ببعضها وتتشكل على شكل نمط سداسي، ما يُساهم في تكوّن شبكة مُنبَسِطة ثُنائية الأبعاد. ويمكن تصنيف الـ غرافين من أقوى المواد التي نجدها في العالم بسبب الخصائص الأستثنائية التي يتمتع بها المُماثلة لخلية نحل، من حيث ارتباط الأشكال السداسية. لا يمكن سوى الإنبهار بقوّة الغرافين الذي تتعدى قوته الألماس، كما يُعتبر من أفضل المواد التي يمكن إيجادها واستعمالها على صعيدي الكهرباء والحرارة.

خصائص هذه المادة الإستثنائية

تُعتبر مادة الـ غرافين من المواد الإستثنائية من دون شك نظرًا لتمتُعها بالكثير من الخصائص التي يُمكن وصفها "بالخارقة". تمتاز مادة الغرافين بتمتُعها بسماكة قليلة، قوّة شديدة جدًا بالإضافة إلى تحلّيها بليونة فائقة وإستثنائية. وما يؤكد تميز الـ غرافين بهذه المُواصفات والخصائص، تفوّق هذه المادة الثورية على مادة النُحاس. بالإضافة إلى وجود إمكانية إيصال الكهرباء والحرارة كما مواد أخرى أيضًا من خلال الغرافين. وإلى جانب ما سبق، تدخل هذه المادة الجديدة في حقل صناعة الألواح الشمسية من جهة والـ Liquid Crystals أو ما يُعرف بالبلورات السائلة من الجهة الأخرى.

وتُقابل ليونة الـ غرافين الهائلة صلابة ملحوظة لهذه المادة تفوق قوّة الفولاذ بأشواطٍ (ما يزيد عن 300 مرة). أما بالنسبة لإمكانية تمدد الغرافين، فيُمكن أن يزيد عن 20% من طوله الأساسي عند التمدد.

ولا يمكن أيضًا سوى التطرّق لخصائص الغرافين الإلكترونية ما يجعله من أفضل المواد في عالم الإلكترونيات. ومن هذه الخصائص: سرعة انتقال الإلكترونات فيه، قدرة اختراق حاجز "الغيغاهيرتز" وعدم ارتفاع حرارته إلا قليلًا. كل ذلك يجعل الأجهزة الإلكترونية تتمتع بسرعة أقوى وبأداء أفضل كما سيُصبح سعرها أرخص.

طرق استعمالات مادة الغرافين

تتعدد إستعمالات الغرافين، إليك بعضها:

• للغرافين فعالية شديدة في عملية صناعة وإنتاج الخلايا الشمسية بأخف سماكة مُمكنة مُقارنة بمواد أخرى كالسيليكون.
• يُعتبر الـ غرافين من المواد المثالية لصناعة شاشات تلفزيونات البلازما، الأجهزة الهاتفية المحمولة والأجهزة اللوحية القابلة للطي.
• قد يدخل الـ غرافين في عملية صناعة البطاريات الكهربائية أو Electric Batteries.
• التصوير، الأشعة الموجية، تقنيات الكشف عن الأسلحة...
• الكشف عن الحمض النووي.
• أظهرت دراسة حديثة قدرة الغرافين (أوكسيد الغرافين) على تدمير، منع تضاعف وانتشار الخلايا الجذعية للسرطان من دون قتل الخلايا السليمة.

شكلت مادة الـ غرافين مادة دسمة في مختلف مجالات الأبحاث والدراسات منذ لحظة اكتشافها حتى اليوم. إذ أثارت هذه المادة إلى جانب خصائصها ومجالات استخداماتها ذهول وحيرة العلماء والمختصين.