"الجرافين".. "مادة معجزة" قادرة على تغيير حياتنا تكنولوجيًّا
أعلن العلماء منذ 20 عامًا عن ابتكار مادة جديدة أطلقوا عليها اسم الجرافين، وهي مادة معجزة تتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون مرتبة في نمط سداسي.
ووفقًا لتقرير نشرته صحيفة "الغارديان" البريطانية، وصفت هذه المادة بأنها واحدة من أقوى المواد التي تم صنعها على الإطلاق، إذ إنها تعتبر موصلًا أفضل للكهرباء والحرارة من النحاس.
وأثارت هذه المادة آفاق ثورة تكنولوجية واعدة بظهور جيل جديد من المعالجات وأجهزة الكمبيوتر فائقة السرعة، وتوقع العلماء أن يسهم الجرافين في شحن البطاريات بشكل أسرع بمقدار 5 مرات، ويعزز قوة الخرسانة بنسبة 35%، بل يمثل حلاً محتملاً لمشكلات الحفر.
حصل مكتشفا الجرافين، وهما العالمان أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف، على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2010، وتم إنشاء معهد وطني للجرافين في جامعة مانشستر، ومع ذلك، تضاءل الضجيج حول هذه المادة المعجزة بشكل ملحوظ، حيث لم يتحقق التحول الإلكتروني المنتظر، واستمرت التحديات المتعلقة بالحفر.
اقرأ أيضًا: اكتشاف مادة ثورية تصبح أقوى كلما تعرضت للضربات
العقبات أمام الجرافين
أوضح السير كولين همفريز، أستاذ علوم المواد في جامعة كوين ماري في لندن، أن العقبة الرئيسية تكمن في زيادة إنتاج الجرافين، حيث كانت الطريقة الأولية لإنتاجه تعتمد على استخدام شريط لاصق على كتل من الجرافين وتقشير الطبقات حتى الحصول على طبقة بسمك الذرة.
ومع ذلك، تعتبر هذه الطريقة غير عملية على نطاق واسع، حيث أنتجت رقائق صغيرة يبلغ عرضها بضعة ملليمترات فقط.
وأشار همفريز إلى الحاجة إلى رقائق بحجم 6 بوصات على الأقل لصنع أجهزة إلكترونية فعالة.
وأنفقت شركات IBM، وSamsung، وIntel المليارات لزيادة إنتاج الجرافين، ولكنها لم تحقق نجاحًا يذكر، وبسبب هذه الصعوبات، توقف التحول التكنولوجي المتوقع.
وأشار تقرير إلى دلائل على احتمال انتعاش سوق الجرافين بفضل الاختراقات الأخيرة في تصنيع الأجهزة المعتمدة على الجرافين.
اقرأ أيضًا: ابتكار مادة الـ "compleximer" القادرة على حل مشكلة البلاستيك العالمية
وحققت جهود همفريز وزملائه تطورًا هامًا، حيث توصلوا إلى استغلال التكنولوجيا المستخدمة في تصنيع مكونات نيتريد الغاليوم الإلكترونية لصنع الجرافين على نطاق واسع.
ونتيجة لذلك، أنشأ همفريز شركة فرعية تدعى "باراجراف" لتطوير منتجات قائمة على الجرافين، بما في ذلك أجهزة استشعار للمجالات المغناطيسية واختبارات التهابات البكتيريا والفيروسات.
وأكد همفريز أهمية انخفاض استهلاك طاقة أجهزة الجرافين مقارنةً بالأجهزة الحالية، خاصةً مع اقتراب نهاية عصر السيليكون.
وأضاف أن الجرافين لديه القدرة على التغلب على العديد من التحديات الحديثة، بما في ذلك تلك المتعلقة بتحقيق أهداف صافي صفر للطاقة.
