Tükenmekte olan kaynaklarımızı düşündüğünüzde, kum listenizde üst sıralarda yer almayabilir.
Ancak betona olan yüksek talebimiz sayesinde, kum her zaman listenin başında yer alıyor.
Rice Üniversitesi’ndeki bilim insanları, grafenin ikame edilmesinin yalnızca kumdan tasarruf etmekle kalmayıp, aynı zamanda betonu daha hafif, daha güçlü ve daha sert hale getirdiğini gösterdi.
Sadece bir atom kalınlığında karbon atomlarından oluşan bir tabaka olmasına rağmen grafen, inanılmaz derecede güçlü olmasıyla ünlüdür.
Bu nedenle, bu ‘harika malzemenin’, genellikle onu daha güçlü ve daha dayanıklı hale getirmek için karıştırılmış olması şaşırtıcı değil.
Kumun yerini grafen alabilir
Şimdiye kadar, betona kumla birlikte grafen eklenerek güçlendirilmesi sağlanıyordu. Ancak bilim insanları, beton karışımından kumu tamamen çıkarmak istiyor.
Beton üç ana bileşenden oluşur: Su, kum ve hepsini bir arada tutan çimento. Kum hacim olarak en büyük bileşendir ve modern insanlığın betona olan doyumsuz iştahı göz önüne alındığında, kum madenciliği her geçen yıl artıyor.
Bu süreç yalnızca yıkıcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda kaynakların tükenmesi riskini de taşıyor.
Araştırma, yıllardır “flaş Joule ısıtma” adı verilen bir teknik kullanarak grafen üreten Rice Üniversitesi kimyageri James Tour’un laboratuvarından çıktı.
Temel olarak, karbon açısından zengin bir temel malzeme, bir miktar elektrikle hızla aşırı ısıtılır ve grafen pullarına dönüştürülür.
Kum yerine grafen kullanılabilir
Araştırmanın baş yazarı Paul Advincula, deneyle ilgili yaptığı açıklamada şunları söyledi:
Grafen üretilen ilk deneyler, kuma benzer boyutta görünen bir malzemeyle sonuçlandı. Metalurjik koktan elde edilen grafenin betondaki kumun yerine tamamen geçip geçmeyeceğini araştırmaya karar verdik. Bulgularımız, bunun gerçekten işe yarayacağını gösteriyor.
Betonu daha hafif ve daha sağlam yapıyor
Beton için kum yerine grafen kullanmak, yalnızca kumdan tasarruf etmekle kalmıyor. Aynı zamanda betonu daha hafif ve daha güçlü yapıyor.
Araştırmacıların grafen kullanarak yaptığı beton, kumdan yapılan betona göre yüzde 25 daha hafif ve yüzde 21 daha dayanıklı çıktı.
Ekip, şu anda bu yöntemi ticari olarak uygulanabilir kılmak için grafenin çok pahalı olduğunu söylese de bu deney, en azından takip edilebilecek alternatiflerin olduğunu gösteriyor.
Grafen, gelecekte bataryalarda da kullanılabilir
Grafen bilinen ilk iki boyutlu malzemedir ve bu özelliğiyle teknolojik uygulamalar içerisinde oldukça ilgi çekiyor.
Grafenin rulo haline gelmiş formu olan karbon nanotüpler ile alakalı günümüze kadar elektronikten sağlığa birçok alanda binlerce kullanım alanı düşünülüyor.
Grafen, sağlam olduğu kadar iyi de elektrik tutuyor ve bu özelliğinin pil teknolojisinde devrim yaratması bekleniyor.
Elmas keskilerine dayanacak kadar güçlü bir karbon tabakası olan grafenin, yongaların bileşiminde silikonun yerini alabilecek olmanın yanı sıra, şarj ömrünü de inanılmaz uzatabileceği düşünülüyor.
Samsung ve Huawei gibi teknoloji şirketleri, birkaç yıldır grafen batarya teknolojisi üzerinde çalışıyor.
Bu teknoloji sayesinde bataryanın boyutu artmadan daha yüksek kapasiteye sahip olabiliyor. Ayrıca grafen bataryaların şarj dolum süresi, normal bataryalara göre oldukça hızlı.
