Grafen Nedir? 

Grafen, Son günlerde teknoloji haberlerinde sık rastladığımız bu teknolojik madde nedir? Bir bakalım, bazılarınızın bildiği, bazılarımızın ilk defa duyduğu bir maddedir. Grafit belki kulağınıza tanıdık gelebilir. Grafit hepimizin kimya derslerinden hatırlayabileceği gibi yumuşak, kâğıt üzerinde iz bırakan, siyah katı maddedir yani bildiğiniz kalem ucudur. Grafen ise bu grafit maddesinin iki boyutlu halidir. Grafen, teknolojinin gelişmesinde önemli rol oynayan, karbon atomlarının iki boyutlu bal peteği düzenidir. Bilim dünyasını heyecanlandıran Grafen’ in keşfi o kadar önemlidir ki, Rus bilim insanları Andre Geim ve Konstantin Novoselov’ a bu keşiflerinden dolayı 2010 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırmıştır. Evrende karşılaştığımız malzemelerin hemen hemen hepsi üç boyutludur. Bilim insanları da bir malzemenin özellikleri, iki boyutlu olduğunda ne gibi değişiklikler gösterdiği ile ilgili henüz çok az bir bilgiye sahiptir. Grafenin özellikleri de karbonun üç boyutlu düzeni olan grafitten çok farklıdır. Grafen hakkında yapılan araştırmalarda malzemelerin iki boyutlu düzende nasıl özellikler gösterdiğini tahmin etmemizde oldukça yararlıdır. Grafen tek atom kalınlığında bir malzemedir. Ancak aynı kalınlıktaki çelikten yaklaşık iki yüz kat daha güçlüdür. Grafit ise Grafen katmanlarının bir araya gelmesiyle oluşur. Grafen nano teknolojide ve yarı iletken araştırmalarında oldukça önemlidir çünkü Grafen çok küçük bir alanda elektrik iletimini sağlayabilir ve bu cihazlar çalışmak için çok az miktarda güce gereksinim duyduğu için minyatüre edilmiş süper hızlı bilgisayar ve transistör araştırmalarında oldukça önemlidir. Ayrıca Grafen esnek, güçlü ve şeffaf. Elektrik bu basit altıgen yapıdaki "bal peteği gibi" Grafen yaprağı üzerinden çok hızlı akıyor ve iletilebiliyor. Bilinen birçok iletken madde metaldir, fakat Grafen karbon temelli bir ametal. Bu sayede, elektrik akımını metal olmadan iletmek zorunda kalacağımız koşullar için Grafen araştırmaları çok büyük önem teşkil ediyor. Lakin bu koşulların ne? Olduğuyla ilgili henüz tam bir bilgi yokmuş.  Grafen tek katmanlı, altıgen düzende bal peteğine benzer yapısı ile karbon atomları anlamına gelmektedir. Çift katmanlı Grafen veya çok katmanlı Grafen gibi malzemenin diğer formları da varmış. Elmasta ve grafitte olduğu gibi Grafen bir karbon allotropu olduğu bilinmekte. Allotrop Kimyasal özelliği aynı, fiziksel özelliği farklı olan atomlar anlamına geliyor. Grafenin en önemli beş özelliği çelikten yüz ile üç yüz kat arası daha sağlam olması, normal şartlar altında oda sıcaklığında en iyi iletken olması, esnek olması, en ince ve en hafif malzeme olması ve saydam bir yapısının olmasıdır. Grafenin kullanım alanları ise şöyle; su geçirmeyen kıyafetler, daha sağlam ve daha hafif uçaklar, batarya ya da pillerin daha hızlı şarj edilebilmesi, radyoaktivite atıklarının temizlenmesi, daha güçlü ve dengeli spor aletleri “tenis raketi vb. gibi”, çok hızlı okuma yazma özelliğine sahip flaş hafıza devresi üretimi. Grafen temelli güncellenebilen elektronik kâğıtlar, deniz suyunun içilebilir suya dönüştürülmesi ve vücuttaki nöronlara bağlanabilen biyonik cihazlar ile elektronik yarı iletken araştırmaları, grafik ve dokunmatik ekranlardır. Bilim dünyası için oldukça önemli olan bu malzeme aslında çok zor bulunan bir malzeme konumunda değil. Mesela kurşun kalemlerin içindeki grafit, Grafen tabakalarının üst üste gelmesiyle oluşur. Yani kurşun kalemle bir kâğıda çizgi çektiğinizde birçok Grafen yaprağı elde edebilirsiniz. Eğer bir silgi yardımı ile bu katmanları tek bir katman haline gelecek şekilde temizleyebilirseniz, Grafen elde edebilirsiniz. Çevre dostu malzeme olan Grafen birçok özelliğinin getirdiği avantajların yanı sıra en ucuz malzemelerden biri olması nedeniyle bilim insanlarını bu malzemenin kullanım alanlarını ve başka ne işe yaradığını araştırmaya son zamanlarda sık sık yönlendirirken, Grafen ile ilgili yeni buluşlar hakkında haberler çıkıyor. Hoşça kalın…