Nobelova nagrada za najtanjšo in najmočnejšo snov

Nobelovo nagrado za fiziko si znanstvenika z ruskimi koreninami Andre Geim in Kostja Novoselov delita za odkritje proizvodnega procesa, ki dokazuje, da bi lahko grafen nadomestil silicij pri pripravi elektronskih naprav.

Znanstvenika z britanske univerze v Manchestru sta pionirja pri raziskovanju dvodimenzionalnega ogljikovega kristala grafena, ki je v debelini atoma. Je najtanjša in najmočnejša poznana snov, ki je skoraj popolnoma prozorna. Zanj je značilna tudi dobra električna in toplotna prevodnost, prav tako je popolnoma neprepusten za pline.

Člani odbora za podelitev Nobelove nagrade za fiziko v Stockholmu so v obrazložitvi zapisali: ''Njuna značilnost je igrivost, med katero se učita, tokrat pa sta zadela glavno nagrado.'' Poskusi z grafenom bi lahko vodili do razvoja novega materiala in k "proizvodnji inovativne elektronike". Ker je prosojen in dober prevodnik, je primeren za izdelavo prosojnih zaslonov na dotik, svetlobnih panelov in morda celo sončnih celic.

Tanek, a močan

Po pojasnilih Roka Žitka z Instituta Jožef Stefan je grafen je posamezna plast grafita, ki je dobro poznan material, ki se, denimo, uporablja v svinčnikih. Dobitnikoma letošnje Nobelove nagrade je kot prvima leta 2004 uspelo pripraviti eno samo plast grafita, kar je pred tem veljalo za nemogoče, je dodal.

Grafen se trenutno uporablja predvsem v raziskovalne namene, za raziskovanje osnovnih kvantnih pojavov, do katerih pride, če so elektroni ujeti v dvodimenzionalno tanko plast. Material ima številne zanimive lastnosti, ki bi v prihodnje lahko vodile v različne aplikacije. Ima dobre mehanske lastnosti (se ne pretrga), zato bi bil koristen kot konstrukcijski material za ojačitve in podobno. Pod določenimi pogoji dobro prevaja elektriko, zato bi bil uporaben kot električni vodnik v elektroniki. Obenem dobro prevaja toploto, njegova površina pa je občutljiva na prisotnost plinov, zato bi bil uporaben kot detektor za pline.

V prihodnosti bi grafen lahko nadomestil silicij. Na vprašanje, zakaj je to tako pomembno, je Žitko odgovoril, da se uporaba silicija v polprevodniški industriji bliža skrajnim mejam miniaturizacije. ''Za nadaljnje povečevanje zmogljivosti integriranih vezij bo potrebno raziskati druge možnosti, med drugim grafen, sicer se bo dosedanji bliskovit razvoj na področju elektronike bistveno upočasnil,'' je opozoril.

Imena Nobelovih nagrajencev ga niso presenetila, ''saj je grafen omogočil številne poizkuse, ki so dali dokončne in nedvoumne odgovore na nekatera odprta vprašanja, hkrati pa ima tudi številne potencialne praktične aplikacije. Odkritje grafena je bil tudi katalizator za intenzivnejše raziskave drugih nizkodimenzionalnih sistemov.''

Ali bo grafen, ki velja za enega najdražjih materialov na svetu, tudi komercialno uspešen in bi morda lahko zamenjal silicij pri izdelavi elektronskih naprav, za zdaj ostaja odprto vprašanje.