Yirmi yıl önce, Manchester Üniversitesi’nden iki fizikçi, Andre Geim ve Konstantin Novoselov, grafenin olağandışı elektronik özellikleri üzerine çığır açan bir çalışma yayınladılar. Grafen, yalnızca bir atom kalınlığındaki bir grafit katmanına eşdeğer kristalli bir karbon formudur. Bu çalışma dünyanın her yerindeki bilim adamları tarafından hızla kopyalanıp çoğaltıldı ve bu, bu materyali yapmak için yeni yöntemlerin geliştirilmesine yol açtı.
Grafen, ultra hızlı elektronikler, süper bilgisayarlar ve ultra güçlü malzemeler vaat eden devrim niteliğinde bir malzeme olarak selamlandı. Daha fantastik iddialar arasında uzay asansörleri, güneş yelkenleri, yapay retinalar ve hatta görünmezlik pelerinleri vardı. İlk çalışmalarından sadece altı yıl sonra Geim ve Novoselov’un Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmesi malzemeye olan ilgiyi daha da artırdı.
Ancak tüm beklentiler ve tahminler gerçekleşmedi. Malzemeyle ilgili herhangi bir popüler makale, şüphecileri hızla bulabilir: Onlarca yıldır grafenin gerçek etkisi hakkında boş vaatler gördüklerinden şikayet ediyorlar. Hayatları zenginleştiren veya dünyayı iklim değişikliğinden kurtaran devrim niteliğindeki ürünler nerede diye soruyorlar.
Kamuoyunun algısı açısından grafenin imkansız bir standartta tutulduğunu söylemek doğru olur. Bilim insanları projeleri hakkında aşırı tahminlere veya spekülasyonlara karşı bağışık değildir. Ancak otomobil, televizyon veya plastik gibi çığır açan teknolojiler onlarca yıllık bir gelişme gerektiriyordu. Grafen, büyük keşifler dünyasında hâlâ yeni.
Grafenin çok sayıda pratik uygulamaya istikrarlı entegrasyonu sessizce gerçekleşti. Bu büyük ölçüde İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi tarafından koordine edilen büyük bir Avrupa araştırma girişimi olan Graphene Flagship sayesindedir. Grafen ve ilgili materyalleri akademik araştırmalardan gerçek dünyadaki ticari uygulamalara taşımayı hedefliyor ve son on yılda 90’dan fazla ürünün geliştirilmesiyle sonuçlandı.
Bunlar arasında yüksek performanslı spor ekipmanları için harmanlanmış plastikler, bisikletler için daha uzun ömürlü yarış lastikleri, darbe kuvvetlerini daha iyi dağıtan motosiklet kaskları, motosiklet parçaları için termal olarak iletken kaplamalar ve mekanik parçalar arasındaki sürtünmeyi ve aşınmayı azaltan yağlayıcılar yer alıyor. Grafenin pillerde ve süper kapasitörlerde uygulamaları vardır ve daha hızlı şarj ve daha uzun ömür sağlar. İletken grafen mürekkepleri, hassas elektronikleri korumak için sensörler, kablosuz izleme etiketleri, ısıtma elemanları ve elektromanyetik koruma üretmek için kullanılır.
Grafen, ses kalitesini artırmak ve klimalarda daha verimli bir ısı transferi aracı olarak kulaklıklarda bile kullanılıyor. Grafen oksit ürünleri tuzdan arındırma, atık su arıtımı ve içme suyu arıtımında kullanılır.
Bu arada, çok sayıda başka üründe kullanılmak üzere bir dizi grafen malzemesi hazır olarak satın alınabiliyor ve SpaceX, Tesla, Panasonic, Samsung, Sony ve Apple gibi büyük şirketlerin bunları yeni ürünler geliştirmek için kullandıkları söyleniyor veya biliniyor.
Grafenin malzeme bilimi üzerindeki etkisi yadsınamaz. Tüketici ürünleri üzerindeki etki farkedilebilir ancak o kadar farkedilemez. Malzeme, çalışan bir ürüne dahil edildiğinde, bundan sürekli bahsetmeye gerek kalmaz ve sahiplik sorunları, şirketlerin ayrıntılara girme konusunda isteksiz olmasına neden olabilir. Bu nedenle tüketiciler arabalarının, cep telefonlarının veya golf sopalarının grafen içerdiğinden habersiz olabilir ve cihaz veya ürün çalıştığı sürece muhtemelen bunu umursamayacaklardır.
Üretim yöntemleri geliştikçe ve maliyetler düştükçe grafenin daha yaygın şekilde kullanılmasını bekleyebiliriz. Ölçek ekonomileri onu daha uygun fiyatlı hale getirecek ve uygulama yelpazesi muhtemelen genişlemeye devam edecektir.
“Laboratuvarda yeni bir şey denediğimde hala heyecanlanıyorum. Başlangıçtaki heyecana katkıda bulunmaktan dolayı suçlu olabilirim ama grafenin potansiyeli konusunda iyimserim. Hala uzay asansörüne binmeyi sabırsızlıkla bekliyorum ama bu arada, grafenin sessiz ve istikrarlı bir şekilde daha iyi bir geleceği şekillendirmeye yardımcı olduğu gerçeğiyle teselli bulacağım” diyor araştırmacılardan biri.
