Objavljeno: 27.5.2014 | Avtor: Matej Huš | Monitor Junij 2014

Čakajoč na grafenski čudež

Čakajoč na grafenski čudež

Letos mineva deset let od odkritja grafena, čudežnega materiala iz ogljika. Napovedi so iz leta v leto smelejše, rezultati pa capljajo daleč zadaj. Kdaj bo grafen vendarle nadomestil silicij?

Ko sem med brskanjem po spletu naletel na nov znanstveni članek o grafenu, me je prešinilo, da ta material letos praznuje deseto obletnico odkritja. Odkrili so ga na manchestrski univerzi in zaradi navadne zgradbe in nenavadnih lastnosti velja za čudežnega. Zelo na kratko: grafen sestavlja ena plast ogljikovih atomov v heksagonalni rešetki. V grafitnem svinčniku je takih plasti več, tu pa le ena. Naredili pa so ga iz grafita kar z lepilnim trakom.

Seznam lastnosti se bere kot pravljica: ima najvišjo električno in toplotno prevodnost, največjo natezno trdnost, je prozoren, zelo lahek in upogljiv, nestrupen in biorazgradljiv. Kaj bi sploh še želeli? Sodeč po napovedih bo uporaben za telesne vsadke, lažja letala, fotovoltaiko, neuničljive kondome, upogljive zaslone in seveda najhitrejše procesorje.

Kaj sploh lahko gre narobe? Nič, toda pravilno vprašanje je, kam sploh lahko gre grafen. Gre za obetaven material, ki je bil v svojem desetletju deležen velikanske pozornosti; bojim se, da neupravičeno. Tudi grafen očitno sledi Gartnerjevemu ciklu razcveta s tremi fazami. Trenutno smo globoko v prvi fazi, za katero je značilno napihovanje pomena tehnologije prek vseh meja in investiranje velikanskih količin denarja. Sledi ji faza razočaranja, ko se izkaže, da tehnologija ni vsemogočna, da je treba pred komercializacijo rešiti številne probleme, zato zanimanje uplahne na najnižjo raven po odkritju. V tretji, zreli fazi začno na trg prihajati izdelki, ki novo tehnologijo dejansko izkoriščajo.

Trdim, da smo pri grafenu v prvi fazi. Lani je Evropska unija v raziskave grafena vložila dobro milijardo evrov sredstev. V finančni industriji najdete celo vzajemne sklade, ki investirajo zgolj v grafen, britanski regulatorji trga pa so lani posvarili pred takimi prevarami. Znanstveni kolegi poznajo slabšalen pojem »grafenska mafija«, kakor označujejo nekatere raziskovalce, ki si branost in financiranje raziskav o grafenu dvigujejo z vzajemnim citiranjem in napihovanjem rezultatov.

Potencialna raba grafena se omenja v vseh vejah tehnike in industrije, čeprav iz zgodovine dobro vemo, da novosti navadno niso takoj uporabne v zelo raznovrstnih panogah. Grafen ima namreč nekaj resnih pomanjkljivosti, o katerih slišimo precej redkeje. Ena izmed glavnih je  prevodnost. Prav ste prebrali, grafen je preveč prevoden. Silicij je polprevodnik in ga dopiramo z elementi skupin III in V periodnega sistema, s čimer ustvarimo plasti p in n, potrebne za njegovo delovanje. Preprostega načina dopiranja grafena še ni. Grafenske tranzistorje so v laboratorijih mukoma že sestavili, a imajo precej drugačne tokovno-napetostne značilnosti od silicijevih, grafenski čipi pa so še znanstvena fantastika. Prebrali boste, da je IBM letos ustvaril čip iz grafena – to je povem običajen silicijev čip z zelo omejenim delovanjem, ki ima nekaj grafena.

To nas vrne v zgodovino. Silicijev tranzistor je neverjetno preizkušen del elektronike, ki je z nami vse od izuma leta 1947 v Bellovih laboratorijih. O njem vemo že vse, premalo pa se  zavedamo, da današnji MOSFETi (kovinsko-oksidni tranzistorji na poljski učinek) s prvimi tranzistorji nimajo skoraj nič skupnega. Še material ni več germanij, temveč silicij! Četudi bo grafenu na koncu uspelo, bodo končni izdelki zelo verjetno povsem drugačni od današnjih.

Silicijev tranzistor je tehnologija, ki je uspešna in je povzročila revolucijo, a imamo tudi vrsto antipodov. Najočitnejši primer je hladna fuzija, ki sicer ni povezana z računalništvom, a jo intenzivno preučujejo že trideset let, pa še vedno niso niti blizu uporabnim rezultatom (tudi z nadzorovano vročo fuzijo ne kaže dosti bolje). Drugi, manj ekstremen primer je gotovo 3D tisk, ki se je lani končno prebil iz znanstvenih člankov na prodajne police za množice. Začetki so sramežljivi in precej manj odločni od pompoznih napovedi še pred štirimi leti, kaj vse bo mogoče natisniti, a se premika. Trenutno je 3D tisk v vmesni točki, ko ne moremo reči, ali bo postal revolucionarna tehnologija ali zgolj zgrešen strel. Iz zgodovine pa ne pozabimo na Teslov sistem za brezžični prenos električne energije, ki je po vzpodbudnem začetku tako spektakularno pogorel, da je Tesla bankrotiral.

Nazaj h grafenu. Nedvomno gre za izjemen material s potencialom, a to še zdaleč ne pomeni, da ga je mogoče enostavno uporabiti za vse navedene namene. Resnično upam, da dočakamo za več velikostnih razredov hitrejše čipe, a pot do tja je dolga in zelo negotova. Znanost o materialih je danes med najpočasneje napredujočimi, čas med odkritjem in komercialno rabo pa se podaljšuje. Tudi po pristanku na Mesecu se je zdelo, da je osvojitev Marsa oddaljena nekaj deset let.

Upam si trditi, da grafen še vsaj deset let ne bo imel pomembnejše vloge. Če nič drugega, se bomo lahko tej napovedi tedaj skupaj smejali.

Naroči se na redna tedenska ali mesečna obvestila o novih prispevkih na naši spletni strani!

Komentirajo lahko le prijavljeni uporabniki

Najbolj brano

  • Android vam bo povedal, ali vam policija prisluškuje

    Čedalje popularnejši način prisluškovanja in prestrezanja podatkov z mobilnih telefonov je uporaba lažnih baznih postaj (IMSI catcher), ki jih imajo organi pregona v nekaterih državah, lahko pa tudi drugi akterji. Na takšno napravo se povežejo vsi telefoni v okolici, saj njen signal preglasi legitimne bazne postaje, upravljavec pa potem zlahka prestreza komunikacijo. Uporabnik tega početja praktično ne more zaznati.

    Objavljeno: 1.7.2025 07:00
  • Tisoče severnokorejskih uslužbencev prikrito na daljavo delalo v ameriških podjetjih

    Ameriško pravosodno ministrstvo je vložilo obtožnice zoper devet ljudi, ki so skrbeli za prikrito zaposlovanje računalnikarjev iz Severne Koreje za delo na daljavo v ameriških podjetjih. En Američan, šest Kitajcev in dva Tajvanca so obtoženi prevare, pranja denarja, kraje identitete, nepooblaščenega dostopa v računalniški sistem in kršenja mednarodnih sankcij.

    Objavljeno: 2.7.2025 07:00
  • Naprava, ki z laserji uničuje komarje

    Čeprav še nimamo letečih avtomobilov ali robotov strežnikov, lahko zdaj naročimo nekaj, o čemer smo od nekdaj sanjali - lasersko napravo, ki zazna in ubije komarja v nekaj milisekundah.

    Objavljeno: 3.7.2025 11:00
  • Ali Google AI Overview ubija internet, kot ga poznamo?

    Zadnje mesece Google pri iskanju pred vsemi zadetki izpiše lasten povzetek več virov, ki ga ustvari z umetno inteligenco. Tako ustvarjeni AI Overview pa je zmotil založnike v Evropi, ki so se pritožili zaradi domnevne nepoštene konkurence. Trdijo, da jim Google odžira prihodke.

    Objavljeno: 7.7.2025 07:00
  • Zakaj Nintendo Switch 2 skoraj ne podpira priključnih postaj

    Nintendov Switch 2, ki postaja najbolj popularna konzola vseh časov, ima priključek USB-C, ki ni, kakršnega bi pričakovali. Nintendo je namenoma spodkopal njegovo združljivost z drugimi napravami, saj uporablja posebno šifriranje in čip.

    Objavljeno: 4.7.2025 07:00
  • Aplikacija proti agentom ameriške imigracijske službe

    Trumpova vlada grozi razvijalcu aplikacije ICEBlock, a pravni strokovnjaki opozarjajo, da bi bil pregon neustaven.

    Objavljeno: 4.7.2025 13:00
 
  • Polja označena z * je potrebno obvezno izpolniti
  • Pošlji