Mobilizujeme.cz

Grafen – materiál, co změní smartphony?

10. 4. 2016  |  24 komentářů  |  autor:

Je zcela odlišný od dnes používaného křemíku a jednoho blízkého dne způsobí technologickou revoluci. Dost možná jste již o tomto zázračném materiálu slyšeli. Pro ty, kdo ne, jde o supertenkou formu uhlíku, nazývanou Grafen. Je průhledný, extrémně tenký ale zároveň je to nejpevnější materiál, který zatím známe. To ale není vše, tento materiál budoucnosti má i mnoho dalších vlastností, která jsou v hledáčku prakticky všech mobilních výrobců.

Zázračný materiál

Proč se o Grafenu v poslední době tak hodně mluví? S jeho pomocí je totiž reálné, že jednou budeme surfovat na internetu více než stonásobnou rychlostí než dnes a užívat si ohebných, ultratenkých a průhledných telefonů. Značného pokroku se s pomocí této formy uhlíku ale dočkáme třeba i u tak potřebné oblasti, jako jsou baterie. Chcete aby jejich kapacita byla desetkrát větší, ale přitom byly nabité během pár minut? Žádný problém.

Grafen objevili dva vědci, Andre Geim a Konstantin Novoselov, v roce 2004 na univerzitě v Manchesteru. Mimochodem, oba za svůj objev získali v roce 2010 Nobelovu cenu za fyziku.

Přestože má materiál velice jednoduchou strukturu, vyniká extrémní roztažností, propustností a vodivostí (až třicetkrát více než křemík) a mnoha dalšími nej. Pokud bychom pouze malou vrstvu nanesli na dnešní smartphone, tak pokud by si na něj stoupl slon, bez větších problémů by jej bez újmy unesl – je více než třistakrát silnější než ocel (zatím nejsilnější známý materiál).

Existuje i spousta dalších materiálů, které mají některou z těchto vlastností, u grafenu jsou ale všechny výhody na jednom místě. Často bývá uváděno, že na naši civilizaci bude mít grafen podobný dopad, jako to byly v případě objevu plastu po světové válce.

Od roku 2005 bylo již na použití Grafenu podáno více než 25 000 patentů, z čehož nejvíce bylo v USA (18%) a v Jižní Koreji (13%). Očekává se ale, že trh s touto formou uhlíku poroste velmi strmě nahoru a během příštích 8 let se více než zdvacetinásobí.

Grafen a elektronika

O ohebné, nositelné elektronice se hovoří již velmi dlouhou dobu, ale teprve Grafen je materiál, který tyto přístroje umožní reálně a masově vyrábět. Aktuálně používané materiály mají vždy nějaké omezení, díky kterému se takovéto přístroje zatím nedokázaly prosadit. Již teď se dá na internetu sehnat lyžařská bunda potažená vrstvou tohoto materiálu, ale i matrace nebo třeba spodní prádlo. Všechny tyto produktu jsou součástí nového smart-oblečení, které neustále komunikují pomocí internetu se svým okolím. K čemu je toto dobré, ptáte se? Představte si třeba tričko s logem nějaké společnosti, kde právě toto logo odemkne dveře zaměstnancům do společnosti.

Ve světe optické eletroniky grafen pomůže vytvářet speciální senzory, které pomocí světla mohou měřit třeba srdeční tep, obsah krve nebo třeba jakost jídla. S příslušnou aplikací tak budete moci snadno zjistit, jak je např. zralé rajče, které se chystáte sníst. Nákup v supermarketu už nikdy nebude jako dřív. Veškeré jídlo si vždy napřed vyfotíte a ověříte si tak, že nekupujete něco, po čem vám bude akorát tak špatně.


Obr. Andre Geim – jeden z objevitelů grafenu

Grafenové baterie v příštích iPhonech?

Jak jsme již uvedli výše, Grafen dokáže rapidně navýšit kapacitu baterií, které se ale budou také o hodně rychleji nabíjet. Této skutečnost si je vědom i samotný Apple, jelikož si už podal patent na grafenem vylepšenou baterii. Takový telefon by byl mnohem lehčí, protože by v prostoru okolo baterie nemuselo být takové množství hliníku a mědi (díky dobrému vedení tepla grafenu).

Nemusí jít ale nutně jen o baterie ve smartphonech. Dnešní automobily (včetně těch elektrických) mají stále stejný problém – jsou příliš těžké. Popostrčit něco tak těžkého, aby dosáhlo větší rychlosti stojí obrovské množství energie. Baterie na grafenové bázi ale může automobilové odvětví zcela změnit. Co se týče dobití elektromobilů, bude stačit ani ne pětiminutová zastávka u nabíječky a budete se moci vydat na stovky kilometrů dlouhé výlety.

Dalších využití grafenu směrem k životnímu prostředí je mnoho. Bude daleko snadnější např. odsolovat mořskou vodu (ultra jemné síto), čištit ropné skvrny či jiné nečistoty ve vodě.

Proč tu ještě není?

Zatím je určitý problém s masovou produkcí tohoto materiálu. Poptávka mnohonásobně převyšuje nabídku. Navíc každý výrobce používá různé výrobní technologie a tak výsledná kvalita se často až dramaticky liší. Pořád ale platí, že i ten nejméně kvalitní grafen je tak vodivý, že může bez větších potíží soutěžit s kovy.

Pokud tu již grafen tedy je, i když ne v úplně čistých formách, proč už nás výrobci nelákají na nové grafenové přístroje? Momentálně je největší problém v ceně. Křemík je stále asi tak osmsetkrát levnější než grafen a ačkoliv ohebné telefony vypadají opravdu lákavě, opravdu je budou uživatelé ve velkém vyměňovat za své stávající přístroje?

Samsung do grafenu pumpuje obrovské peníze již delší dobu, ale zatím není jasné, proč ještě neudělal další krok. Zdá se, že zatím si spíše vymezuje prostor pomocí všemožných patentů. Podle Samsungu s grafenem dnes experimentuje kde kdo, ale málo těchto průkopníků disponuje opravdovými kapacitami co se týče chemie. Samsung proto zaměstnává přibližně 250 chemických odborníků, kteří se pilně věnují tomu, aby tento materiál přinesli ke koncovým zákazníkům.

Aby se grafenové výrobky staly životaschopné, je zapotřebí, aby do něj zainvestovali všichni velcí hráči jako Samsung, Apple, Intel, Qualcomm, IBM a další. Jenom s masovou produkcí tohoto materiálu (a tudíž s nižší cenou) se prolomí hranice opravdu inovačních zařízení.

Jak Grafen komentuje Vittorio Pellegrini (ředitel italských laboratoří pro vývoj grafenu): „Grafen je konečně materiál, který nám v našich představách umožňuje létat, s ním není žádný limit, co můžeme a co ne“.

Zdroj: Techradar.com, thenational.ae, graphene-info.com

ČLÁNKY:, , , , , , ,
Samsung pracuje na Androidu 7.0 pro řady Galaxy A (2016 a 2017)

Samsung pracuje na Androidu 7.0 pro řady Galaxy A (2016 a 2017)

VČERA  |    |  diskuze (1)

Jihokorejci prý budou aktualizovat celou řadu Galaxy A, respektive druhou a třetí generaci (tedy modely určené pro roky 2016 a 2017), na…

Chystané Lenovo Moto X (2017) bylo poprvé zachyceno

Chystané Lenovo Moto X (2017) bylo poprvé zachyceno

VČERA  |    |  diskuze (1)

Čínské Lenovo už připravuje (stejně jako i další výrobci) své portfolio pro příští rok, což samozřejmě nahrává tomu, že se budeme…

Moto Z mohou začít podporovat novou 5G síť, opět díky modulu

Moto Z mohou začít podporovat novou 5G síť, opět díky modulu

VČERA  |    |  2 komentáře

Modulární telefony řady Moto Z se mohou v příštím roce dočkat nových modulů MotoMods, které například přidají podporu superrychlé technologie…

Mobilní zobrazení