Węgiel w przyrodzie znany jest w kilku odmianach alotropowych.
- Panie najbardziej lubią ten ładny, przejrzysty, czyli diament, druga forma to grafit, którego struktura w powiększeniu wygląda jak książka złożona z pojedynczych kartek, trzecia forma to bezpostaciowa, amorficzna sadza. W tej sadzy znajdują się z kolei złożone z atomów węgla twory wyglądające jak rurki i piłki. Piłki to fulereny. Za odkrycie nanorurek węglowych i fulerenów przyznano osobne Nagrody Nobla. Druga forma to właśnie nanorurki - mówi profesor Teobald Kupka.
Gdyby je rozłożyć na płaszczyźnie, otrzymamy grafen.
- To inaczej pojedyncza warstwa atomów węgla układająca się w sześciokąty. Wygląda trochę jak plaster miodu - dodaje profesor.
Nanorurki i grafen są interesujące dla naukowców, ponieważ mają niezwykłe właściwości. Są o wiele wytrzymalsze od stali, lżejsze od gliny, bardziej giętkie, doskonale przewodzą ciepło i prąd, a do tego mają bardzo wysoką temperaturę spalania.
- W próżni to 2800 stopni, a w powietrzu 750 - dzięki temu stanowią np. idealny materiał na ubrania ochronne dla strażaków - tłumaczy prof. Kupka.
Grafen może mieć zastosowanie także w nanotechnologii. Dzięki niemu można np. zminiaturyzować procesory, tranzystory, tworząc coraz mniejsze urządzenia. Ciągle bada się jego zastosowanie w medycynie (może być wykorzystywany w leczeniu nowotworów) lub w rolnictwie.
- Robią to już zresztą w Azji Wschodniej.
Ziemię pokrywa się czarną folią plastikową z regularnie rozmieszczonymi otworami na sadzonki warzyw lub kwiatow. Dawniej dodawano do folii duże ilości sadzy. Obecnie wystarczy znacznie mniejsza ilosc "surowych, tj. nieoczyszczonych" nanorurek weglowych doskonale pochlaniających promieniowanie słoneczne. W ten sposób chwasty pod folią sa wypalane - opowiada prof. Kupka.
Największą zaletą grafenu jest to, że można jego właściwości cały czas modyfikować dodając do niego różne grupy: alkoholowe, karboksylowe, aminowe...
- Tlenek grafenu posiada niezwykle właściwości, jest m. in. rozpuszczalny w wodzie i może być używany w leczeniu nowotworów - tłumaczy Teobald Kupka.
Do udziału w projekcie badania grafenu i jego właściwości zaprosił go przyjaciel i przewodnik po Tajwanie (prof. Kupka jest wielkim miłośnikiem tego kraju) - dr Leszek Stobiński z Instytutu Chemii Fizycznej PAN.
Zadaniem profesora jest przewidywanie i sprawdzanie, jakie są właściwości tych struktur po przyłączeniu do nich różnych "dodatków".
- Wszystko odbywa się w komputerze. Do lamusa odeszły czasy analizy z użyciem probówek. Teraz nowe substancje i materiały modeluje się "in silico" na ekranie komputera. Za pomocą nowoczesnych metod, takich jak spektroskopia, możemy przeanalizować znacznie szybciej tysiące substancji pod kątem ich właściwości czy trwałości. To pomaga zaoszczędzić bardzo dużo czasu, a ostatecznie w laboratorium dochodzi do syntezy tylko kilku związków - mówi prof. Kupka.
Dołącz do nas na Facebooku!
Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!
Kontakt z redakcją
Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?
