Το πολλά υποσχόμενο νέο υλικό γραφένιο, που έχει χαρακτηριστεί «υλικό του μέλλοντος» και «υλικό-θαύμα», επειδή είναι ταυτόχρονα τρομερά λεπτό, πολύ ισχυρό και καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, μπορεί τελικά να παραχθεί απίστευτα εύκολα, ακόμη και στην κουζίνα του σπιτιού σας.
Και αν νομίζετε πως το “σπιτικό γραφένιο” είναι απλά… σχήμα λόγου, καιρός να αναθεωρήσετε. Ομάδα ιρλανδών και άγγλων ερευνητών, κατάφεραν για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας ένα μίξερ για να παράγουν μικροσκοπικά φύλλα γραφένιου, ανοίγοντας το δρόμο για τη βιομηχανική παραγωγή άφθονου και φθηνού γραφένιου καλής ποιότητας.
Συγκεκριμένα οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον καθηγητή φυσικοχημείας Τζόναθαν Κόουλμαν του Κολλεγίου Trinity του Δουβλίνου χρησιμοποίησαν ως πρώτη ύλη σκόνη γραφίτη (το υλικό από όπου παράγονται οι μύτες των μολυβιών), το οποίο ανακάτεψαν σε μεγάλη ταχύτητα με υγρό (κυρίως νερό και υγρό πλυντηρίου πιάτων).
Το αποτέλεσμα ήταν λεπτά φύλλα γραφένιου, το καθένα πάχους περίπου ενός νανομέτρου (δισεκατομμυριοστού του μέτρου) και μήκους 100 νανομέτρων, τα οποία αιωρούνταν μέσα στο υγρό. Η δύναμη που δημιουργήθηκε από τις λεπίδες του μίξερ, διαχώρισε τον γραφίτη σε στρώματα γραφένιου, χωρίς να κάνει ζημιά στη δισδιάστατη δομή του.
«Αναπτύξαμε ένα τρόπο δημιουργίας φύλλων γραφένιου. Η νέα μέθοδος δίνει πολύ γραφένιο χωρίς ελαττώματα. Στο εργαστήριο φτιάξαμε μερικά γραμμάρια, όμως μπορούμε να επεκτείνουμε την κλίμακα, έτσι ώστε να παράγονται τόνοι με αυτή την μέθοδο», δήλωσε ο Κόουλμαν. Πρόσθεσε όμως ότι επειδή δεν μετατρέπεται όλος ο γραφίτης σε γραφένιο, στη συνέχεια -μετά το «κούνημα» με το μίξερ- πρέπει να γίνει εργαστηριακός διαχωρισμός των δύο ουσιών (κάτι που δεν μπορεί ασφαλώς να κάνει κανείς στο σπίτι του). Τα αποτελέσματα του εντυπωσιακού πειράματος δημοσιεύονται στην επιθεώρηση «Nature Materials».
Πως όμως οι ερευνητές κατέληξαν στο εκπληκτικό αυτό αποτέλεσμα; Στην αρχή χρησιμοποίησαν βιομηχανικού τύπου μίξερ και μετά επανέλαβαν το πείραμα με μικρότερα μπλέντερ κουζίνας. Τα απλά μίξερ που χρησιμοποιούμε συνήθως για να φτιάξουμε κέικ και κουλουράκια! Εκείνο που διαπίστωσαν είναι πως με τη συγκεκριμένη τεχνική, μπορούσαν να παράγουν περί τα πέντε γραμμάρια γραφένιου την ώρα, ενώ -σε βιομηχανικό επίπεδο- εκτιμάται ότι, από 10.000 λίτρα διαλύματος, θα μπορούσαν να παραχθούν 100 γραμμάρια γραφένιου την ώρα.
Ήδη, όπως είπε ο Κόουλμαν, η βρετανική χημική εταιρεία Thomas Swan, που επιχορήγησε τη νέα μελέτη, κατέθεσε αίτηση για την πατέντα της νέας μεθόδου παραγωγής. Παράλληλα, το υγρό με το γραφένιο στο εσωτερικό του θα μπορούσε μελλοντικά να απλώνεται πάνω σε διάφορες επιφάνειες με τη μορφή φιλμ όπως οι μπογιές, ή να ανακατεύεται με άλλα υλικά, όπως τα πλαστικά, για τη δημιουργία νέων συνθετικών και ενισχυμένων υλικών.
Το γραφένιο είναι το λεπτότερο υλικό στον κόσμο, που αποτελείται από στρώμα άνθρακα πάχους ενός ατόμου. Διαδοχικά άτομα άνθρακα είναι διατεταγμένα σε μορφή δικτυωτού πλέγματος. Είναι διαφανές αλλά πιο ισχυρό και από τον χάλυβα. Παγκοσμίως οι επιστήμονες έχουν επιδοθεί σε αγώνα προκειμένου να ανακαλύψουν νέες μεθόδους παραγωγής του γραφένιου και νέες πρακτικές εφαρμογές του. Ωστόσο μέχρι τώρα είχε αποδειχτεί δύσκολη η μαζική παραγωγή του σε βιομηχανική κλίμακα.
Και είναι πολλοί εκείνοι που πιστεύουν ότι κάποια στιγμή το γραφένιο θα αντικαταστήσει τους ημιαγωγούς από πυρίτιο, που σήμερα κυριαρχούν στη βιομηχανία ηλεκτρονικών και υπολογιστών.
Αξίζει να σημειωθεί πως το γραφένιο ανακαλύφθηκε το 2004 από ένα δίδυμο ρώσων επιστημόνων, τους Αντρέι Γκέιμ και Κονσταντίν Νοβοσέλοφ (στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ), οι οποίοι τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής το 2010.
ΑΝΑΤΡΕΠΟΝΤΑΙ ΟΙ ΜΕΧΡΙ ΤΩΡΑ ΘΕΩΡΙΕΣ
Οι καρχαρίες δεν είναι ζωντανά απολιθώματα
Μέχρι τώρα, όλοι πιστεύαμε πως οι καρχαρίες είναι τα ζώα εκείνα που έχουν αλλάξει λιγότερο στην πάροδο των χρόνων. Πολλοί μάλιστα τους θεωρούν “ζωντανά απολιθώματα”. Ωστόσο πλέον η θεωρία αυτή φαίνεται πως κλονίζεται, μετά και τα νέα δεδομένα που προκύπτουν από τις επιστημονικές μελέτες. Ετσι λοιπόν, πραγματικά, σπάνια απολιθώματα ηλικίας 325 εκατομμυρίων ετών, τα οποία βρέθηκαν στο Άρκανσο των Ηνωμένων Πολιτειών δείχνουν πως τελικά οι καρχαρίες έχουν αλλάξει πολύ στη διάρκεια των χρόνων.
Η επικρατούσα θεωρία των παλαιοντολόγων ήταν ότι από πολύ νωρίς οι καρχαρίες απέκτησαν τον ιδανικό συνδυασμό εσωτερικών και εξωτερικών ανατομικών χαρακτηριστικών, με αποτέλεσμα η εξελικτική διαδικασία σχεδόν να παγώσει, αφήνοντάς τους σχεδόν στην ίδια μορφή για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο, τα απολιθώματα, στα οποία περιλαμβάνεται ο χόνδρος που υποστήριζε τα βράγχια και τα σαγόνια, βρέθηκαν σε εξαιρετική κατάσταση, γεγονός που τα καθιστά ακόμη πιο σπάνια. Ανήκαν στο είδος Ozarcus mapesae, το οποίο έζησε κατά τη Λιθανθρακοφόρο περίοδο.
«Αυτά τα πλάσματα υπήρξαν πολύ επιτυχημένα, ήταν μεταξύ των κορυφαίων θηρευτών στους ωκεανούς της Γης, για περισσότερα από 400 εκατομμύρια χρόνια», δήλωσε στο Reuters ο παλαιοντολόγος του Αμερικανικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας Τζον Μείζι, ένας από τους ερευνητές που περιγράφουν τα συναρπαστικά ευρήματα στην επιθεώρηση Nature. «Η καλύτερη σύγκριση που μπορώ να κάνω είναι η εξής: είναι σαν να συγκρίνεις ένα Ford Model T [του 1908] με ένα σύγχρονο αυτοκίνητο. Και τα δύο αναγνωρίζονται ως το ίδιο πράγμα, όμως από κάτω είναι εντελώς διαφορετικά. Εμείς ανακαλύψαμε το Model T των καρχαριών».
Οι επιστήμονες εξηγούν ότι αυτός ο πρόγονος του σύγχρονου καρχαρία είχε μήκος κάτω από ένα μέτρο και πολύ μικρά, αλλά κοφτερά δόντια, ενώ εξωτερικά έμοιαζε περισσότερο με ένα μεσαίου μεγέθους ψάρι.
Η σημασία της ανακάλυψης έγκειται περισσότερο στο γεγονός ότι ανατρέπει την εικόνα που είχαν στο μυαλό τους για τις αψίδες βραγχίων των καρχαριών.
«Ανακαλύψαμε ότι η δομή των αψίδων δεν μοιάζει με οτιδήποτε θα βλέπαμε σε ένα σύγχρονο καρχαρία ή καρχαριοειδές ψάρι. Αντιθέτως, είναι κατά βάση η ίδια με των άλλων ψαριών», εξήγησε ο βασικός συντάκτης της έκθεσης δρ Άλαν Πρέιντελ. «Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι καρχαρίες, οι οποίοι υπάρχουν εδώ και 420 εκατομμύρια χρόνια, παρουσιάζουν τέτοια εξέλιξη σε αυτές τις δομές, όμως η νέα εργασία έχει σημαντικές επιπτώσεις για το μέλλον των εξελικτικών ερευνών αυτής της ομάδας».
