پس از 16 سال تحقیقات آکادمیک، کاربرد گرافن کم کم به یک فناوری قابل فروش در دنیای تجارت تبدیل می‌گردد.

در میان انبوهی از مواد قابل توجه مبتنی بر کربن، هیچ کدامشان مثل گرافن متمایز نیستند. در سال 2004 گزارشی معروف و کاملاً غیرمنتظره و حیرت انگیز، امکان جداسازی یک صفحه منفرد کربنی پایدار را اعلام نمود. و این گزارش به آغاز عصر کاربرد گرافن و ظهور مواد دو بعدی (2 بعدی) مشهور گردید.

مدت‌ها قبل، خواص مکانیکی و الکترونیکی بی‌نظیر گرافین به‌طور تجربی با تعداد بی‌شماری از مطالعات مستقل تأیید گردیده بود. همین موضوع وعده‌های مختلفی را برای رشد اقتصادی و نوآوری‌های تجاری گسترش می‌داد. گرافن، همانطور که توسط آندره گیم و کوستیا نووسلوف) (Andre Geim and Kostya Novoselov بیان می‌شود، به «ستاره‌ای در حال طلوع در افق علم مواد و فیزیک مواد متراکم» تبدیل شده است.

از سویی شواهد علمی گسترده‌ای در حال افزایش بود که هیچ شکی در اهمیت گرافن از نظر فیزیکِ بنیادی باقی نمی‌گذاشت. همچنین به طور همزمان انتظارات بی‌سابقه‌ای نیز از این ماده در حوزه تجاری ایجاد می‌گردید.

پیش بینی های تجاری کاربرد گرافن

در روزهای اولیه پیدایش گرافن، محققان در مورد ساخت یک ترانزیستور بالستیک گمانه زنی می‌کردند که به تسلط ماده سیلیکون در الکترونیک پایان می‌داد. آندره گیم در مورد کاربرد های صنعتی کوتاه مدت پس از کشف گرافن، پیش‌بینی نمود که «کاربرد گرافن می‌تواند در حدود 10 سال آینده آغاز گردد». در واقع، تا سال 2014، دانشمندان مواد قادر بودند یک متر مربع گرافن تولید کنند و موفق به ساخت اولین مدار مجتمع برای دستگاه‌های بیسیم شدند.

اولین نقشه راه برای ترسیم برنامه‌های احتمالی گرافین ایجاد شد تا پیش بینی کند که آیا می‌توان کاربرد گرافن را فناوری انقلابی بعدی بنامیم یا خیر. با این حال، در حالی که تحقیقات آکادمیک گرافن به شکوفایی ادامه می‌داد، حتی سرسخت‌ترین حامیانش باید اعتراف می‌کردند که هنوز نباید انتظار داشته باشیم که «مواد شگفت‌انگیز» به وعده‌های کاربرد متعدد خود برسند.

آندریا سی. فراری، مدیر مرکز گرافین کمبریج، در یکی از مصاحبه‌های اولیه‌اش همین موضوع را خاطرنشان می‌کند. وی گفت: «هرگز نمی‌توانم ترانزیستور سیلیکونی را با گرافن جایگزین کنم – حداقل نه در طول عمرم». اما اگرچه گرافن دیگر به عنوان یک سیلیکون جدید تلقی نمی‌شد، لیست بی‌پایانی از کاربرد های دیگر برای این ماده وجود داشت.

کاربرد گرافن در کجای خط پیشرفت قرار دارد؟

اکنون، و دو دهه بعد، هنوز نمی دانیم آیا گرافن می‌تواند بهترین ویژگی‌هایش را در عین حال که از نظر مالی منطقی باشد، نشان دهد یا خیر. آیا در نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، کامپوزیت‌های تقویت‌شده، باتری‌ها، فتوولتائیک‌ها یا کاربرد های پزشکی بطور موثر قابل استفاده هستند یا خیر. فقط زمان می‌تواند داوری نماید.

با این حال، بدون شک، پیشرفت قابل توجهی در تحقیقات و کاربرد گرافن، سریعتر از هر ماده دیگری صورت می‌گیرد. دستاوردهای باورنکردنی و اکتشافات شگفت‌انگیزی در فیزیک بنیادی و کاربرد آنها ایجاد شده است. همچنین تلاش‌های علمی عظیمی روی این فناوری دوبعدی انجام گردیده و همچنان ادامه دارد. با اینحال گرافن این گفته طعنه آمیز را تحمل خواهد کرد که هنوز سرعت لازم در ارائه پتانسیل تکنولوژیکی ندارد.

وی کنگ(Wei Kong)و همکارانش در بررسی خود، پیشرفت‌های حاصل از بیش از یک دهه تحقیق به سمت تولید مقیاس پذیر مواد مبتنی بر گرافن برای تجاری سازی آنها را مورد بحث قرار می‌دهند. آنها بر چالش‌های کلیدی مانند هزینه بالا و عدم استانداردسازی، که در حال حاضر اجرای فناوری‌های گرافن را متوقف می‌کند، تاکید دارند. همانطور که این زمینه به رشد ادامه می‌دهد، ایجاد یک مشارکت همه جانبه و در مقیاس بزرگ برای بهبود شانس محصولات گرافین رقابتی تجاری بسیار اهمیت دارد.

ختم کلام درباره کاربرد گرافین

در همین راستا، در دو نظر جداگانه، ترنس بارکان و توماس ریس(Terrance Barkan and Thomas Reiss) دیدگاه‌های «کشش بازار» در مقابل «فشار فناوری» خود را در مورد راه‌های احتمالی عرضه گرافن به بازار ارائه می‌کنند. علیرغم تفاوت‌های دیدگاه‌هایشان، موافق هستند که ما به نقطه عطف تجاری‌سازی کاربرد گرافن در حال نزدیک شدن هستیم. با این حال از نظر واقع بینانه، حتی 16 سال تحقیق و میلیاردها یورو سرمایه‌گذاری هنوز کافی نیست تا انتظار داشته باشیم گرافین از تحقیقات دانشگاهی به دنیای بازار وارد گردد.

تکنولوژی گرافن هنوز در دوران نوجوانی خود قرار دارد، و حداقل می‌بایست پنج سال دیگر صبر کنیم تا گشایشی در این موضوع بوجود آید.

در ادامه برای درک بیشتر این موضوع فیلم زیر را مشاهده فرمایید و

🌷 اینستاگرام مارو فراموش نکنید 🌷