Nowy materiał z grafenu – mocniejszy i lżejszy
Temat zrewolucjonizowania grafenu w branży elektroniki jest bardzo popularny. Okazuje się jednak, że dodanie grafenu do innych tworzyw zwiększa ich sztywność i pozwala obniżyć masę nawet o połowę. Dzięki temu można go z powodzeniem wykorzystywać również w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym, a także tekstylnym.
– Polygrene to szeroka gama polimerów z zawartością grafenu. Należy do nich np. Nanene, linia materiałów z grafenu wielowarstwowego. Wbudowujemy je w materiały termoplastyczne, aby udoskonalić ich właściwości mechaniczne, dzięki czemu uzyskujemy bardzo dobrą sztywność, możemy poprawić wydłużenie w zależności od układu polimerów, co pozwala nam na szeroki zakres zastosowań. Koncentrujemy się szczególnie na branży budowlanej oraz wszelkiego rodzaju wzmocnieniach mechanicznych w sektorze lotniczym i motoryzacyjnym – mówi Stephen Hodge z firmy Versarien.
Nanene to szczególny rodzaj grafenu. Świetnie przewodzi ciepło i energię elektryczną, jest zarówno elastyczny, jak i przezroczysty. Wyniki badań przeprowadzonych przez Uniwersytet w Manchesterze wskazują, że jest to materiał 200 razy mocniejszy od stali. Oznacza to, że jest on najsilniejszym znanym materiałem przewodzącym ciepło i energię elektryczną. Nanene można wykorzystać np. do poprawy wytrzymałości tworzyw sztucznych formowanych wtryskowo i w drukarkach 3D.
Z uwagi na swoje właściwości fizyczne, takie jak niezwykła wytrzymałość i elastyczność, grafen może zastąpić np. miedź stosowaną w produkcji przewodów elektrycznych. Materiał wykazuje ponadto zerową oporność na prąd, co czyni go superprzewodnikiem. Ogromnym rynkiem dla rozwoju tego materiału mogą być więc też technologie związane z ekranami dotykowymi czy szeroko pojęta elektronika.
– Grafen może poprawić nie tylko właściwości mechaniczne, lecz także właściwości opóźniające spalanie czy właściwości termiczne lub elektryczne. Możemy więc teraz naprawdę wykorzystać możliwości tego materiału i znaleźć dla niego zastosowania komercyjne – mówi Stephen Hodge.
Zaprezentowany został już najlżejszy na świecie zegarek powstały w wyniku współpracy firm Richard Mille i McLaren Applied Technologies. Kompozyt, z którego zbudowane jest urządzenie, zawiera 2% grafenu. Dzięki jego obecności inżynierom udało się zmniejszyć masę przy zwiększeniu sztywności materiału. Ostatecznie cały zegarek wraz z paskiem waży zaledwie 40 g (połowa masy przeciętnego zegarka na rękę). To jednak nie są jedyne korzyści z wykorzystania grafenu.
– Dzięki zastosowaniu grafenu możemy podnieść wytrzymałość mechaniczną materiałów, mogą one być lżejsze i mniej się zużywać. Mamy nadzieję, że przyniesie to również ogromne korzyści dla środowiska. W branży towarów konsumpcyjnych główne zastosowanie naszych produktów ma związek z ograniczeniem ilości plastiku używanego w opakowaniach i w codziennym życiu – twierdzi ekspert.
Zastosowanie grafenu nie ogranicza się tylko do wzmacniania materiałów sztywnych. Ogromny potencjał tego materiału tkwi także w branży tekstylnej. Pod koniec minionego roku zaprezentowane zostały buty z grafenu. Marka inov-8 wprowadziła na rynek dwa modele butów z gumowymi podeszwami wzmocnionymi grafenem. Zgodnie z zapewnieniami producenta buty są o połowę mocniejsze i twardsze w porównaniu do konkurencyjnych modeli, a zarazem bardziej elastyczne. Ich masa to od 335 do 345 g, czyli niewiele więcej niż lekkie buty do biegania, a innov-8 swoje grafenowe modele stworzył z myślą o turystyce.
Według analityków z Grand View Research światowy rynek grafenu był w 2017 r. wyceniany na blisko 43 mld dol. Do 2025 r. średnioroczne tempo wzrostu ma się utrzymać na poziomie 38%.
Źródło: Newseria