Dziś o czarnawym materiale i jego promocji (tej w mediach). Powód jest jeden – BlackFriday! Promocje na Black Week kończą się szybko, dlatego dziś szybki wywiad z Adrianem Rackim z Grupy Badawczej Grafenu Płatkowego G-Flake®.
◾ Wiedzieliście, że pojedyncza warstwa węgla jest niemal przezroczysta?
◾ A eksfoliacja to nie tylko zabieg u kosmetyczki… Słyszeliście może o eksfoliacji grafitu?
◾ Albo, że baterie grafenowe charakteryzowałby się dłuższą żywotnością przy zachowaniu kompaktowych rozmiarów?
Czarny jak węgiel czy przezroczysty jak diament? Adrian Racki odpowiada na często pojawiające się w sieci pytania na temat grafenu
8 szybkich pytań do Adriana Rackiego, na które odpowiedzi szukają internauci. Adrian w naszym Instytucie jest jednym z najmłodszych członków grupy pracującej nad grafenem płatkowym G-Flake®. W jednym z przyszłych projektów planuje opracować metodę syntezy oraz odpowiednie narzędzie (reaktor) do bezpiecznego i ciągłego utleniania grafitu, co stanowi pierwszy krok w syntezie tlenku grafenu.
Nasz badacz jest również miłośnikiem nowych technologii, zawsze próbującym wdrożyć je w swojej pracy. Doskonałym przykładem może być jego zainteresowanie sztuczną inteligencją. W wolnym czasie lubi grać w gry i czytać książki, głównie literaturę faktu. Ponadto Adrian lubi oglądać filmy, a jego ulubionym serialem jest „Better Call Saul”.
- Jak zrobić grafen?
Grafen można podzielić ze względu na sposób jego wytwarzania i to, co się z takiego procesu otrzymuje. Jedna ścieżka, której surowcem startowym jest zwykle grafit, prowadzi do wytworzenia tzw. grafenu płatkowego o rozmiarach rzędu od kilku do kilkunastu mikrometrów.
Tego typu materiał można produkować na kilka sposobów, ale najprostszy i najtańszy polega na eksfoliacji grafitu. Eksfoliacja to proces, w którym warstwy grafitu są oddzielane od siebie za pomocą sił mechanicznych, chemicznych lub termicznych. W ten sposób uzyskuje się płatki grafenu o różnej wielkości i grubości, które można dalej oczyszczać i modyfikować.
Druga ścieżka prowadzi do wytworzenia dużych powierzchni jednowarstwowego grafenu, który otrzymuje się na przykład poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej na odpowiednim podłożu. Źródłem węgla w takim procesie jest na przykład metan. Tak wytworzony materiał jest dużo bardziej zbliżony parametrami fizykochemicznymi do teoretycznego grafenu.
Oba te materiały znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i przemysłu ze względu na swoje różne właściwości i końcową postać.
- Jak wygląda grafen?
Grafen płatkowy wygląda jak zwykły proszek, brązowy w przypadku tlenku grafenu, a czarny w przypadku zredukowanego tlenku grafenu. Charakterystyczna dla grafenu w postaci proszku jest jego niska gęstość nasypowa, co zwyczajnie oznacza, że mała masa proszku zajmuje stosunkowo dużą objętość. Grafen płatkowy można też znaleźć w postaci roztworu, zwykle wodnego, lub w postaci papieru, czyli odpowiednio sprasowanego proszku.
Grafen w postaci pojedynczej warstwy węgla jest osadzony na podłożu, a sam w sobie jest praktycznie przezroczysty.
- Do czego służy grafen?
Grafen ma wiele potencjalnych zastosowań. Może być stosowany w elektronice, medycynie czy energetyce. Na przykład grafen może być wykorzystany do produkowania baterii o dużej pojemności, czujników biomedycznych, filtrów wody i wielu innych urządzeń.
Ponadto grafen płatkowy może być używany jako dodatek do polimerów czy materiałów kompozytowych w celu polepszenia ich wytrzymałości lub w celu nadania im szczególnych właściwości. Takie rozwiązania już istnieją i są stosowane z powodzeniem.
- Czy grafen jest toksyczny?
Grafen płatkowy jest materiałem o wielu zaletach i potencjalnych zastosowaniach, ale również o pewnych ryzykach i ograniczeniach. Nie można jednoznacznie stwierdzić, czy jest on toksyczny czy nie, ponieważ wyniki badań są różne i zależą od wielu czynników. Dlatego ważne jest, aby stosować go z rozwagą i odpowiedzialnością, zgodnie zasadami BHP, zwracając szczególną uwagę na ochronę układu oddechowego.
- Czy grafen to polski wynalazek?
Grafen został odkryty w 2004 roku przez dwóch naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze, Andre Gejma i Konstantina Nowosiołowa, którzy otrzymali za to Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2010 roku. Nie jest to więc polski wynalazek. Polska ma jednak swój wkład w badania nad grafenem i jego zastosowaniami, np. w elektronice, medycynie czy energetyce. (Co ciekawe, od samego początku nasz Instytut jest częścią programu Graphene Flagship, największej inicjatywy grafenowej w Europie ułatwiającej współpracę między interesariuszami zainteresowanymi technologiami grafenowymi).
- Czy grafen przyciąga magnes?
Grafen nie jest magnetyczny w czystej postaci, ale może stać się takim pod wpływem różnych czynników. To ciekawy temat badawczy, który może mieć zastosowanie w nanotechnologii i elektronice.
- Baterie z grafenem – w czym są lepsze?
Baterie z grafenem są obiecującą technologią, która może znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak telefony komórkowe, samochody elektryczne czy magazyny energii. Dane literaturowe wskazują na to, że zastosowanie zredukowanego tlenku grafenu sprzyja poprawie cyklowalności ogniw i zwiększeniu ich pojemności. Oznacza to, że baterie z grafenem charakteryzowałby się dłuższą żywotnością przy zachowaniu kompaktowych rozmiarów.
- Czy grafen można z powodzeniem stosować w lakierze samochodowym, aby przeciwdziałać korozji?
Tak, grafen jest już obecnie stosowany w takich aplikacjach. Wysoka odporność chemiczna grafenu oraz jego barierowość korzystnie wpływa na odporność chemiczną. Takie rozwiązanie było już badane w naszym Instytucie i obecnie posiadamy patent na wytwarzanie lakierów antykorozyjnych z grafenem płatkowym.
Dla zainteresowanych – więcej o lakierze grafenowym tutaj: https://biznes.gazetaprawna.pl/artykuly/8502129,antykorozyjny-lakier-grafen-lukasiewicz-patent-g-flake.html