Bilim Dünyasının ‘Harika Bir Malzeme’ Olarak Tanımladığı Grafen Nedir, Ne İşe Yarar, Zararları Nelerdir?
20. yüzyıl ve öncesi daha çok keşiflerle doluydu, yani var olan şeyleri keşfettik. 20. yüzyıl sonrası tam anlamıyla bir icatlar çağı haline geldi çünkü keşfettiklerimizi kullanarak yeni şeyler yarattık. Grafen de bu buluşlardan biridir.Aslında bir tür karbon ürünü olan grafenin icadı için uzun yıllardır çalışmalar yapılıyor ancak tam anlamıyla ortaya çıkışı oldukça yeni.
Grafenin bu kadar değerli olmasının nedeni neredeyse Bildiğimiz tüm malzemelerden daha ince ve daha güçlü öyle mi? Bu nedenle sıra dışı bir malzeme olarak da bilinen grafenin neredeyse şeffaf olması, içimize girip her istediğimizi yapabilmesi bazı şüpheleri doğurdu. Gelin konuya bilim açısından bakalım ve grafen nedir, ne işe yarar, zararları nelerdir gibi soruların yanıtlarını arayalım.
Öncelikle bu malzemeyi tanıyalım; Grafen nedir?
En temel tanımıyla grafen, kristal karbon atomunun iki boyutlu ve altıgen şeklidir. Bu altıgen yapılar tek tek veya bir araya getirilerek oluşturulabilir. bir çeşit bal peteği görünümü elde edebilir ve böylece malzeme genişler. Karbon atomunu kurşun kalemdeki grafit ve elmas elementinden hatırlayabiliriz. Burada grafen, karbon atomunun benzer şekilde sentezlenmiş bir şeklidir.
Grafen yeni icat edilmiş bir malzeme midir?
Aslında Kanadalı teorik fizikçi Phillip Russel Wallace, 1940’larda tek atomlu karbon yapısını geliştirdi. Ancak teorik olarak kalan bu fikir pek çok bilim insanına uygulanabilir görünmüyordu. Andre Geim ve Konstantin Novoselov adında iki fizikçi2004 yılında bu maddeyi sentezlemeyi başardılar ve 2010 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler. İkili, karbon atomlarını silikon dioksit tabakasına aktararak grafeni izole etmeyi başardı.
Grafenin onu benzersiz kılan birçok özelliği vardır:
Öncelikle grafen karbonun iki boyutlu hali olduğundan son derece kullanışlıdır. Neredeyse tamamen şeffaftır, son derece esnek ve iletkendir. Çok çok hafif bir malzeme olan grafenin en dikkat çekici özelliği çelikten 200 kat daha güçlü olmasıdır. Tüm bu özellikler onu özellikle teknoloji dünyasında vazgeçilmez mükemmel bir malzeme haline getirmeye fazlasıyla yetiyor.
Grafen nerede kullanılır? Önümüzdeki yıllarda sıklıkla görmeyi beklediğimiz grafen kullanım alanları şöyle:
- Yüksek performanslı güneş enerjili piller
- Giyilebilir teknoloji pillerinde
- Nükleer santrallerde soğutucu olarak
- Termoelektrik santrallerde enerji tasarrufu için
- Alkol damıtma işleminde hızlı damıtma için
- Yakıt hücrelerinde performans artırıcı olarak
- Kemoterapi ilaçlarını hücrelere taşımak
- Kanserli hücreleri tespit etmek için
- DNA iyileştirmelerinde
- Anormal hücre tespiti ve tedavisi
- Diyabet takip sürecinde
- Diyalizde geçirilen sürenin azaltılması
- Kemik ve diş implantasyonunda
- doku mühendisliğinde
- UV seviyelerinin tespitinde
- Beynin elektriksel aktivitelerini tanımada
- HIV tanısında
- Farklı tespitler için biyosensör olarak
- Bakterisidal bir ajan olarak
- Bir doğum kontrol şekli olarak
- Konuşma ve işitme çılgınlığı olanlar için biyo-entegre cihazlar
- Vücut taramalarında
- LED gibi hafif üretimde
- Bilgisayar hızlandırmada transistör
- Su geçirmez ürünlerde
- Giyilebilir elektronik ürünlerde
- Dokunmatik ekranlarda
- Gelişmiş esnek ekranlarda
- Sabit disk ve benzeri depolama alanlarındaki belleği genişletmek için
- Elastik robot parçalarında
- Süperiletken olarak
- Optik bağlantı malzemelerinde
- Optik sensörlerde
- Güvenlik sensörlerinde
- Gıda ambalajlarının hijyeni için
- Su arıtma sistemlerinde
- Tuzdan arındırma sistemlerinde
- Bitki sensörlerinde
- Gıda güvenliği önlemleri
- Çok daha güçlü ayakkabı, kask, kıyafet, spor malzemeleri ve benzeri ürünlerde
- Daha sağlam inşaat malzemeleri için
- Tüm elektronik işlerin güçlendirilmesi amacıyla
- Başta otomotiv olmak üzere tüm ulaşım araçlarını esnek ve güçlü kılmak
- Askeri ürünlerde
Durun, çabuk heyecanlanmayın. Evet, bu listedeki bazı alanlarda grafen zaten kullanılıyor ancak büyük bir kısmı şu anda sadece tasarım aşamasında. Bazı alanlarda grafen kullanım patentlerinin alındığı bilinmektedir.Ancak özellikle tıp alanında kullanılması için daha uzun yıllar beklemek gerekecek.
Grafen atığı bu kadar korkutucu olduğundan, bununla ilgili birçok farklı komplo teorisi var:
Açıkça söylemek gerekirse, buraya kadar anlattıklarımızın hepsi grafenle ilgili bilimsel gerçekler veya temelli teorilerdir. Konuyla ilgili hiçbir delili olmayan komplo teorilerinden bahsetmeyi doğru bulmuyoruz. Hayır, dondurmanın içine koydular, hayır, bize aşı enjekte ettiler, hayır, hepimizi maymuna çevireceklerdi. Sevgili okurum, şu anda bu tür tezlerin tek bir delili bile yok.
Grafenin zararları yok mu? Elbette var! Üstelik bazı zararları aslında ölümcül olabilir. Sonuçta kimyasal bir madde olan karbon atomundan bahsediyoruz. Böyle bir malzemeyi soluduğunuzda akciğer kanseri riski kaçınılmazdır. Sürekli cildinizde olursa cilt hücreleriniz ölür. Üretildiği fabrikadan salınması halinde çevredeki doğa tamamen yok olacaktır. Yani evet, grafen gerçekten de zararlı bir elemente dönüşebilir.
Eğer tamam zararlıdır diye düşünüyorsanız gidip grafen fabrikalarını yok edelim, lütfen sakin olun. Bu makaleyi okuduğunuz cihazda kullanılan özelliklerin çoğunun uyumlu olduğundan emin olun. benzer etkiler yaratabilir. Ancak bu etkilerin ortadan kalkması için sayısız işlemlerden geçirilir. Tek sorun, grafen için henüz çok fazla sürecin geliştirilmemiş olmasıdır. Aslında tam da bu yüzden grafenin yaygın kullanımı ancak gelecekte mümkün olabilecektir.
Sonuç: Grafen şeytan mı yoksa melek mi?
Öncelikle şunu kabul edelim. Grafen mükemmel bir buluş. Çok incedir, neredeyse şeffaftır, iletkendir ve hepsinden önemlisi inanılmaz derecede güçlüdür. Emin olun, muhtemelen canlı olarak şahit olacağımız bir gelecekte, grafen kullanılarak üretilen eşyaların hayatımızı kolaylaştırmakla kalmayıp, adeta hayat kurtardığını da göreceğiz.
Grafen mükemmel bir malzeme ama bu bir mucize mi? Tabii ki değil. Yukarıda bahsettiklerimizin yanı sıra Henüz keşfetmediğimiz sayısız zararları olabilir. Ancak kontrol altında tutulmazsa her şeyin bir takım zararları vardır. Önemli olan bunların kontrol altında tutulabilmesidir. Ama emin olun sigara içmek, hazır yemek yemek, hareketsiz kalmak, günde yirmi saat ekrana bakmak, her gün bir avuç grafen yemekten daha büyük zarar veriyor.
Bilim dünyasında mükemmel malzeme olarak anılır. Grafen nedir, ne için kullanılır, zararları nelerdir? Sıkça sorulan soruları yanıtladık: Anlattıklarımızın hepsi grafen hakkında günümüzde bilinen bilimsel gerçeklerdir. Belki yarın tüm bunlar değişecek ama aslında bilimin güzelliği de bu değil mi?
