თითქმის 10 წლის წინ ჰოლანდიელ-ბრიტანელმა ფიზიკოსმა ანდრია გეიმმა აღმოაჩინა ნივთიერება, რომელმაც რევოლუცია მოახდინა მატერიის ტრადიციულ გაგებაში. კოლეგასთან კონსტანტინე ნოვოსელოვთან ერთად მან მიიღო ნობელის პრემია ფიზიკაში 2010 წლეს. ეს ნივთიერებაა გრაფენი – ერთატომიანი ნახშირბადის ფენა. მოდით ვნახოთ თუ რას ამბობს თვით აღმომჩენი ამ მატერიალის შესახებ თავის ინტერციუში, რომელიც CNN-ის ეთერში გავიდა.
CNN: გრაფები აღწერეს, როგორც “სასწაულებრივი მატერიალი”, მაგრამ რა არის ის სინამდვილეში?
გეიმი: ეს არის ყველაზე თხელი მატერიალი, რომელიც თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ – მისი სისქე ერთი ატომია. ძალიან მცირე რაოდენობას შეუძლია დიდი ფართობის დაფარვა, ამიტომა ერთი გრამით შეიძლება საფეხბურთო მოედანის დაფარვა. ეს ყველაზე მყარი მატერიალია მათ შორის რაც ვიცით, თუმცა შეიძლება ატომებიც განვაცალკევოთ და მივიღოთ უფრო თხელი რაღაც, მაგრამ ეს უკვე არ იქნება მატერიალი.
გრაფენი უფრო მყარია ვიდრე ალმასი, ის აჩვენებს ექსტრაორდინალურ თბოგამტარობას; მას შეუძლია ელ-დენის გატარება ათასჯერ უფრო კარგად ვიდრე სპილენძს და ეს სია შეიძლება დიდ ხანს გავაგრძელოთ. აღმატებულობის ხარისხები, რომელიც გრაფენის აღწერისას გამოიყენება ოცჯერ უფრო მეტ მაჩვენებლებს აღწევს. კიდევ ერთი სიურპირიზი არის ის, რომ მისი დანახვა შეიძლება შეუიარაღებელი თვალითაც, მიუხედავად იმისა, რომ მისი სისქე ერთი ატომია.
მატერიალის აღმოჩენის თქვენი მეთოდი სკოჩით მეცნიერების ისტორიაში შევიდა, რას გვეტყვით ამის შესახებ?
ჩვენ ვცდილობდით შეგვექმნა გრაფიტის რაც შეიძლება თხელი ფენა, ლაბორატორიული მოწყობილობების საშუალებით და თვეების განმავლობაში ჩვენ მივაღწიეთ 10 000 ფენას. მერე ჩვენ “ევრიკა” დაგვემართა. თითქმის ყოველთვის ვიყენებდით სკოჩს ზედაპირის გრაფიტიგან გასასუფთავებლად. ვაკვირდებოდით თუ რა მოსდიოდა გრაფიტს და ვაგდებდით სკოჩს სანავე ვედროში. შემდეგ გადავწყვიტეთ სანაგვიდან ამოგვეღო სკოჩი გრაფიტის ნარჩენებით და მიკროსკოპის ქვეშ ვნახეთ გრაფიტის გამჭვირვალე ნაგლეჯები – გრაფენი.
თქვენი აღმოჩენა სიურპრიზი გახდა მსოფლიო მეცნიერებისთვის, იყო თუ არ აის თქვენთვის ასეთი?
კი. ჩვენ ვცხოვრობთ სამგანზომილებიან სამყაროში. ჩემი ინტუიცია ფიზიკაში, რომელიც ვითარდებოდა ოცდაათი წლის განმავლობაში, მკარნახობდა, რომ ასეთი მატერიალი არ უნდა არსებობდეს. და თუ თქვენ კითხავთ ფიზიკოსებს მთელს მსოფლიოში, 99,9 % გეტყოდათ, რომ ორგანზომილებიანი მატერიალი სისულელეა და გრაფენი არ არსებობს. უმრავლესობა შემთხვევბში ისინი მართლები იქნებოდნენ, მაგრამ გრაფიტის ან გრაფენის შემთხვევაში და მათი მსგავსი ათეული მატერიალის შემთხვევაში, ინტუიცია მთლიანად გიღალატებთ. ერთატომიან ფენაში ზღვარის მიღწევა გახდა შესაძლებელი.
მაგრამ, სინამდვილეში რისთვის არის საჭირო გრაფენი?
გრაფენის არაჩვეულებრივი თვისებებიდან გამომდინარე, ხალხი მისი სხვა და სხვა სფეროებში გამოყენებას აპირებს. მაგალითად, გრაფენის სიმყარიდან გამომდინარე, მისი გამოყენება შეიძლება პლასტმასის გასაძლიერებლად და მისი გმაარად გადაქცევისთვისაა შესაძლებელი. რადგანაც გრაფენი გამჭვირვალე და ატარებ დენს, ხალხს მათი გამოყენება მობილური ტელეფონების ეკრანებში უნდათ, სენსორულ დისპლეებში და ტელევიზორებში. ხალხს უნდათ სილიკონის ჩანაცვლება და ჩვენი ინტეგრალური სქმების უფრო ტევადი და სწრაფი მოდელების გამოშვება. და ეს მხოლოდ რამდენიმე მაგალითია.
როგორია გრაფენის მომავალი?
მე არ მიყვარს მომავლის წინასწარმეტყველება, მაგრამ თუ მოვლენების განვითარების სიჩქარეს დავაკვირდებით ბოლო 10 წლის განმავლობაში შეიძლება ვთქვათ, რომ გრაფენი გამოყენებაში ძალიან მალე შმოვა. ზოგადად ახალი მატერიალის ლაბორატორიიდან წარმოებაში ჩაშვებამდე 40 წელი გადის, მაგრამ გრაფენი ამას უფრო სწრაფად ახერხებს. საპილოტე პროდუქტები მთელს მსოფლიოში გამოდის. მთავრობები და მსხვილი კორპორაციები მილიარდებს ხარჯავენ ახალი მატერიალის კვლევებში. გრაფენის კიდევ ერთი თვისება ისიც არის, რომ ის ყველაზე სწრაფად ვითარდება.
წყარო: CNN