Grafen nedir? Grafen nerelerde kullanılır? Grafen hakkında bilmeniz gerekenler Yakın vakitte keşfedilen ve “mucize materyal” olarak tanımlanan grafen, sanayide bir fazlaca alanda kullanılmaya başlandı. Çeliğe nazaran daha güçlü ve daha esnek yapısıyla dikkat çeken grafen, çeşitli eserlere yeni yetenekler kazandırıyor. Grafen kullanılarak daha yavaşça, daha uzun ömürlü, daha az maliyetli ve daha epeyce özelliğe sahip eserler ortaya çıkarılabiliyor. Bu içeriğimizde grafen hakkında temel bilgilere yer veriyoruz.
Grafen nedir?
Grafen, karbon atomlarının altıgen biçimde dizildiği ve iki boyutlu yüzeylerden oluşan bir karbon formudur. Çok yavaşça bulunmasına karşın çelikten 200 kat daha kuvvetli bir yapıya sahiptir. Elektriği epeyce düzgün bir biçimde iletir. Esnek yapıda olduğu için bir fazlaca eserde kullanılabiliyor. Tek atom kalınlığında, 2 boyutlu bir nano gereç olarak nano süratle gelişen teknolojinin en kritik bileşenlerinden biri olarak gösteriliyor.
Grafen oldukça yeni bir gereç. Birinci defa 2004 yılında elde edildi. 2010 yılının Nobel Fizik Ödülü’nü grafenin mucitleri Andrei Geim ve Konstantin Novoselov kazandı. Bu iki bilim insanı, kurşun kalemdeki grafitten grafen elde etmiş ve grafenin potansiyeli hakkında çeşitli deneyler yaparak grafenin mucizevi bir gereç olduğuna dikkat çekmişlerdi.
DonanımHaber’deki tüm grafen haberleri
Grafenin kullanım alanları neler?
Sergilediği direnç, esneklik, termal ve elektriksel iletkenlik özellikleriyle epeyce farklı sanayi alanlarında kullanılabiliyor. Sensörlerde, elektronik aygıtlarda, yarı iletkenlerde, transistörlerde, havacılıkta, güç üretiminde, elektrokimyada, sıhhat mamüllerinde, bataryalarda, yapı materyallerinde, otomotiv endüstride, kaplama ve kompozitlerde kullanılıyor. Bilim insanları, grafenin yeni kullanım alanları için dünya genelinde çalışmalar yürütüyor.
Grafen yardımıyla, daha uzun ömürlü materyaller, ultra süratli şarj edilebilen bataryalar, daha süratli ve yavaşça uçaklar, bedendeki nöronlara bağlanabilen biyonik aygıtlar üretilebilecek. Beden elektriğini okuyup değiştirerek gerçek vakitli tedavi sağlayan biyoelektronik tıbbi teknolojiler geliştirilebilecek. Korozyon, ısınma ve iletim sıkıntılarına da tahliller getirilebilecek.
Grafen, yapısal özellikleri yardımıyla bilhassa teknolojik eserlerde büyük yeniliklere yol açabilecek. 0,34 nanometre kalınlığında olduğu için çok yavaşça ve esnek bir materyal. Bir metrekare grafen 0,77 miligram yüke denk geliyor. Grafen katlanabiliyor. Hem elektriksel açıdan tıpkı vakitte termal açıdan âlâ iletkenlik gösteriyor. Grafenin bu avantajları gerçek bir biçimde kullanıldığında teknolojik eserler daha kabiliyetli olacak. Grafen kullanılarak geliştirilen teknolojik eserler daha ince, daha esnek, daha süratli ve daha yetenekli olacak. Grafen silikonlu lityum iyon pillerinin başkalarına oranla yüzde 50 daha süratli şarj olabileceği ortaya çıktı. Elektrikli arabaların en büyük sorunu olan uzun şarj müddetlerinin grafen yardımıyla kısaltılması mümkün olacak. Dayanıklılık ve esneklik özellikleri yardımıyla savunma sanayii alanında epey daha kullanışlı eserler ortaya çıkacak.
Türkiye’de grafen üretiliyor mu?
Geleceğin gereci olarak gösterilen grafen hakkında Türkiye’de az sayıda da olsa kıymetli çalışmalar yapan şirketler mevcut. Hem grafenin üretimi için birebir vakitte grafenin yüksek teknolojili esere dönüşümü için çeşitli çalışmalar yapıldı ve kimileri başarılı oldu. Devlet tarafınca birinci adım 2013’te atıldı. 2013’te TÜBİTAK tarafınca Grafen daveti başlatıldı ve grafen hakkında projeler yürütenlerin destekleneceği söz edildi. Onlarca müracaat yapıldı.
Türkiye’deki grafen çalışmalarına baktığımızda Nanografi ismindeki yerli teşebbüsün çalışmaları dikkat çekiyor. 2011 yılında kurulan şirket, grafenin çabucak hemen ülkemizde bilimöediği periyotlarda grafen üretimi için çalışmalar yürüttü. Bugün gelinen noktada ise Nanografi tarafınca Türkiye’nin birinci Grafen Seri Üretim Tesisi hayata geçti. Üretim kapasitesi bakımından, Avrupa’nın önde gelen tesisleri içinde gösteriliyor. Ayrıyeten dünyada birinci sefer etraf dostu ve uygun maliyetli üretim yolu geliştirdi. Bu üretim tekniğinin patentini aldı. Avrupa Birliği tarafınca Horizon 2020 araştırma ve inovasyon programından fonu almayı başardı.
Grafen hakkında içerik oluştururken Nanografi’ye ulaşmasak olmazdı. Daha fazla bilgi edinmek için Nanografi Nano Teknoloji AŞ’nin İş Geliştirme Yöneticisi Yunus Emre Deli’ye ulaştık ve grafen hakkında merak ettiğimiz birkaç soruyu yönelttik. Takım tarafınca çeşitli cevaplar aktarıldı.
Nanografi’ye yönelttiğimiz sorularımız ve aldığımız karşılıklar şu biçimde:
Grafen sizin için niye kıymetli? Sizce gelecekte hangi eserlerde grafenin yaygın biçimde kullanıldığını goreceğiz?
Grafen yalnızca bizim için değil, tüm dünya için değerli bir gereç aslında. Temelde çelik, bakır, çimento üzere endüstriyel eserler ortaya çıkarmakta kullanılan bir hammadde “grafen” diye isimlendirdiğimiz materyal. Karbon atomunun kömür, elmas, grafit üzere farklı formlarından biri. Çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük boyutları var lakin Elektron Mikroskobu üzere özel sistemlerle baktığınızda karşınıza bal peteği görünümünde altıgen halkalar çıkıyor. Yalnızca 1 karbon atomu kalınlığında bir gereç grafen, o niçinle de 2 boyutlu kabul ediliyor. Grafenin niye bu kadar ilgiyi bir anda üzerinde topladığına gelirsek, grafen şu özelliklere sahip:
Sahip olduğu bu özellikler tüm dünyada, bilhassa ABD, Avrupa Ülkeleri ve Çin’de bu materyalin ağır bir biçimde çalışılmasını sağlıyor. Bu çalışmalar da adım adım endüstriyel eserlere dönüşüyor. Grafenle yapabileceklerimiz, bunlarla hudutlu olmamakla birlikte, aşağıdaki üzere özetlenebilir:
Firmamız yılda 100 tonluk bir kapasiteyle grafen üretiyor. Dünya genelindeki üretim ölçüleri 10.000 ton düzeyine ulaşmak üzere, kesimdeki talebin ise önümüzdeki 10 yıl ortasında 100.000 tona ulaşacağı hesaplanıyor. Mevcut üretim hacmine baktığımızda firmamızın üretimi toplam gereksinimin yalnızca %1’ini karşılayabilecek durumda. Kurduğumuz tesis Avrupa’nın en büyüklerinden biri aslında ve biz mevcut grafen üretimimizi önümüzdeki 5 yıl ortasında yıllık 1000 tona kadar ulaştırmayı hedefliyoruz.
Nanografi, grafen ham unsurunu eserlere dönüştürmek için günümüzde neler yapıyor? Bu bahiste firmanın gelecek planları neler?
Firmamız, grafen gerecimizin kalitesini geliştirmek ve maliyetlerini ise sanayide makul kabul edilen düzeylere getirmek için daima olarak çalışmaktadır. Bunun yanında aşağıdaki konularda, çeşitli iş birlikleri çerçevesinde, eserler geliştirmeye de devam etmektedir:
Firmamızın grafen üretimi büsbütün çevreci üretim tekniklerine dayanmaktadır. Dünya genelinde biroldukca grafen üreticisi; üretimde tehlikeli (yanıcı, patlayıcı, korozif) kimyasallar kullanmakta ve dışarıya zehirli gaz salınımları yapmaktadırlar. Ayrıyeten üretimde elde edilen eserin neredeyse 1000 katı su sarf etmektedirler. Lakin, firmamız, grafeni yalnızca mekanik proseslerle (patentli yöntemiyle) elde edebilmekte ve proseste kullanılan suyu filtreleyerek yine tekrar üretim sistemine geri besleyebilmektedir. Bu istikametiyle firmamız grafen üretiminde; atık üretmeyen, dünyadaki epey az sayıda firmadan birisidir.
Nanografi, dünyaca ünlü teknoloji firmaları ile iş birliği yapıyor mu? Ürettiğiniz grafenler hangi dev şirketlerin mamüllerinde kullanılıyor?
Firmamız, ülkemizde ve dünya genelinde biroldukça dev teknoloji firmasıyla iş birlikleri yapmaktadır. Bu firmaların isimlerini kapalılık kuralları gereği açıklayamamaktayız. Öteki yandan eserlerimiz LG, Airbus, Samsung üzere dünya devleri tarafınca kullanılmaktadır ve yeni kuşak eserlere adapte olması için ağır bir biçimde çalışılmaktadır.
Grafen nedir?
Grafen, karbon atomlarının altıgen biçimde dizildiği ve iki boyutlu yüzeylerden oluşan bir karbon formudur. Çok yavaşça bulunmasına karşın çelikten 200 kat daha kuvvetli bir yapıya sahiptir. Elektriği epeyce düzgün bir biçimde iletir. Esnek yapıda olduğu için bir fazlaca eserde kullanılabiliyor. Tek atom kalınlığında, 2 boyutlu bir nano gereç olarak nano süratle gelişen teknolojinin en kritik bileşenlerinden biri olarak gösteriliyor.
Grafen oldukça yeni bir gereç. Birinci defa 2004 yılında elde edildi. 2010 yılının Nobel Fizik Ödülü’nü grafenin mucitleri Andrei Geim ve Konstantin Novoselov kazandı. Bu iki bilim insanı, kurşun kalemdeki grafitten grafen elde etmiş ve grafenin potansiyeli hakkında çeşitli deneyler yaparak grafenin mucizevi bir gereç olduğuna dikkat çekmişlerdi.
DonanımHaber’deki tüm grafen haberleri
Grafenin kullanım alanları neler?
Sergilediği direnç, esneklik, termal ve elektriksel iletkenlik özellikleriyle epeyce farklı sanayi alanlarında kullanılabiliyor. Sensörlerde, elektronik aygıtlarda, yarı iletkenlerde, transistörlerde, havacılıkta, güç üretiminde, elektrokimyada, sıhhat mamüllerinde, bataryalarda, yapı materyallerinde, otomotiv endüstride, kaplama ve kompozitlerde kullanılıyor. Bilim insanları, grafenin yeni kullanım alanları için dünya genelinde çalışmalar yürütüyor.
Grafen yardımıyla, daha uzun ömürlü materyaller, ultra süratli şarj edilebilen bataryalar, daha süratli ve yavaşça uçaklar, bedendeki nöronlara bağlanabilen biyonik aygıtlar üretilebilecek. Beden elektriğini okuyup değiştirerek gerçek vakitli tedavi sağlayan biyoelektronik tıbbi teknolojiler geliştirilebilecek. Korozyon, ısınma ve iletim sıkıntılarına da tahliller getirilebilecek.
Grafen, yapısal özellikleri yardımıyla bilhassa teknolojik eserlerde büyük yeniliklere yol açabilecek. 0,34 nanometre kalınlığında olduğu için çok yavaşça ve esnek bir materyal. Bir metrekare grafen 0,77 miligram yüke denk geliyor. Grafen katlanabiliyor. Hem elektriksel açıdan tıpkı vakitte termal açıdan âlâ iletkenlik gösteriyor. Grafenin bu avantajları gerçek bir biçimde kullanıldığında teknolojik eserler daha kabiliyetli olacak. Grafen kullanılarak geliştirilen teknolojik eserler daha ince, daha esnek, daha süratli ve daha yetenekli olacak. Grafen silikonlu lityum iyon pillerinin başkalarına oranla yüzde 50 daha süratli şarj olabileceği ortaya çıktı. Elektrikli arabaların en büyük sorunu olan uzun şarj müddetlerinin grafen yardımıyla kısaltılması mümkün olacak. Dayanıklılık ve esneklik özellikleri yardımıyla savunma sanayii alanında epey daha kullanışlı eserler ortaya çıkacak.
Türkiye’de grafen üretiliyor mu?
Geleceğin gereci olarak gösterilen grafen hakkında Türkiye’de az sayıda da olsa kıymetli çalışmalar yapan şirketler mevcut. Hem grafenin üretimi için birebir vakitte grafenin yüksek teknolojili esere dönüşümü için çeşitli çalışmalar yapıldı ve kimileri başarılı oldu. Devlet tarafınca birinci adım 2013’te atıldı. 2013’te TÜBİTAK tarafınca Grafen daveti başlatıldı ve grafen hakkında projeler yürütenlerin destekleneceği söz edildi. Onlarca müracaat yapıldı.
Türkiye’deki grafen çalışmalarına baktığımızda Nanografi ismindeki yerli teşebbüsün çalışmaları dikkat çekiyor. 2011 yılında kurulan şirket, grafenin çabucak hemen ülkemizde bilimöediği periyotlarda grafen üretimi için çalışmalar yürüttü. Bugün gelinen noktada ise Nanografi tarafınca Türkiye’nin birinci Grafen Seri Üretim Tesisi hayata geçti. Üretim kapasitesi bakımından, Avrupa’nın önde gelen tesisleri içinde gösteriliyor. Ayrıyeten dünyada birinci sefer etraf dostu ve uygun maliyetli üretim yolu geliştirdi. Bu üretim tekniğinin patentini aldı. Avrupa Birliği tarafınca Horizon 2020 araştırma ve inovasyon programından fonu almayı başardı.
Grafen hakkında içerik oluştururken Nanografi’ye ulaşmasak olmazdı. Daha fazla bilgi edinmek için Nanografi Nano Teknoloji AŞ’nin İş Geliştirme Yöneticisi Yunus Emre Deli’ye ulaştık ve grafen hakkında merak ettiğimiz birkaç soruyu yönelttik. Takım tarafınca çeşitli cevaplar aktarıldı.
Nanografi’ye yönelttiğimiz sorularımız ve aldığımız karşılıklar şu biçimde:
Grafen sizin için niye kıymetli? Sizce gelecekte hangi eserlerde grafenin yaygın biçimde kullanıldığını goreceğiz?
Grafen yalnızca bizim için değil, tüm dünya için değerli bir gereç aslında. Temelde çelik, bakır, çimento üzere endüstriyel eserler ortaya çıkarmakta kullanılan bir hammadde “grafen” diye isimlendirdiğimiz materyal. Karbon atomunun kömür, elmas, grafit üzere farklı formlarından biri. Çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük boyutları var lakin Elektron Mikroskobu üzere özel sistemlerle baktığınızda karşınıza bal peteği görünümünde altıgen halkalar çıkıyor. Yalnızca 1 karbon atomu kalınlığında bir gereç grafen, o niçinle de 2 boyutlu kabul ediliyor. Grafenin niye bu kadar ilgiyi bir anda üzerinde topladığına gelirsek, grafen şu özelliklere sahip:
- Bilinen en küçük ve en yavaşça materyaldir. Grafen, bilinen en yavaşça materyallerden bile daha hafifçetir.
- Elektriği ve Isıyı en düzgün ileten materyaldir.
- Çok kuvvetli bir gereçtir, tıpkı tartıda çelikten yaklaşık 200 kat daha dirençlidir.
- Esnek ve yüksek oranda şeffaf bir gereçtir.
Sahip olduğu bu özellikler tüm dünyada, bilhassa ABD, Avrupa Ülkeleri ve Çin’de bu materyalin ağır bir biçimde çalışılmasını sağlıyor. Bu çalışmalar da adım adım endüstriyel eserlere dönüşüyor. Grafenle yapabileceklerimiz, bunlarla hudutlu olmamakla birlikte, aşağıdaki üzere özetlenebilir:
- Daha yavaşça arabalar, hava ve uzay araçları
- Mevcut depolama aygıtlarından daha fazla güç depolayabilen ve daha süratli şarj edilebilen bataryalar (elektrikli araç teknolojileri için çalışılan 2 kritik gereçten biri grafendir)
- Savunma Sanayiine yönelik yavaşça zırh eserleri
- Akıllı, kuvvetli ve yavaşça yapı-inşaat gereçleri
- Paslanmayı, aşınmayı engelleyici ultra-ince kaplama eserleri
- Su arıtma teknolojileri
- Üstün süratli bilgisayar işlemcileri
- İlaç taşıma ve hedeflenmiş ilaç taşıma teknolojileri
- Tanı-teşhis sistemleri
Firmamız yılda 100 tonluk bir kapasiteyle grafen üretiyor. Dünya genelindeki üretim ölçüleri 10.000 ton düzeyine ulaşmak üzere, kesimdeki talebin ise önümüzdeki 10 yıl ortasında 100.000 tona ulaşacağı hesaplanıyor. Mevcut üretim hacmine baktığımızda firmamızın üretimi toplam gereksinimin yalnızca %1’ini karşılayabilecek durumda. Kurduğumuz tesis Avrupa’nın en büyüklerinden biri aslında ve biz mevcut grafen üretimimizi önümüzdeki 5 yıl ortasında yıllık 1000 tona kadar ulaştırmayı hedefliyoruz.
Nanografi, grafen ham unsurunu eserlere dönüştürmek için günümüzde neler yapıyor? Bu bahiste firmanın gelecek planları neler?
Firmamız, grafen gerecimizin kalitesini geliştirmek ve maliyetlerini ise sanayide makul kabul edilen düzeylere getirmek için daima olarak çalışmaktadır. Bunun yanında aşağıdaki konularda, çeşitli iş birlikleri çerçevesinde, eserler geliştirmeye de devam etmektedir:
- Kara ve hava araçlarına yönelik yavaşça kompozitler
- Yüksek kapasiteli Li-ion bataryalar
- Savunma sanayisine yönelik yüksek dirençli zırh gereçleri ve iz düşürücü teknolojiler
- Metallerde paslanmayı (korozyon) önleyici kaplamalar
- Aşınma ve yanmaya dirençli kaplamalar
- Beden sensörleri ve akıllı ilaç teknolojileri
- Besin ve çeşitli tüketim eserleri için akıllı barkod sistemleri
Firmamızın grafen üretimi büsbütün çevreci üretim tekniklerine dayanmaktadır. Dünya genelinde biroldukca grafen üreticisi; üretimde tehlikeli (yanıcı, patlayıcı, korozif) kimyasallar kullanmakta ve dışarıya zehirli gaz salınımları yapmaktadırlar. Ayrıyeten üretimde elde edilen eserin neredeyse 1000 katı su sarf etmektedirler. Lakin, firmamız, grafeni yalnızca mekanik proseslerle (patentli yöntemiyle) elde edebilmekte ve proseste kullanılan suyu filtreleyerek yine tekrar üretim sistemine geri besleyebilmektedir. Bu istikametiyle firmamız grafen üretiminde; atık üretmeyen, dünyadaki epey az sayıda firmadan birisidir.
Nanografi, dünyaca ünlü teknoloji firmaları ile iş birliği yapıyor mu? Ürettiğiniz grafenler hangi dev şirketlerin mamüllerinde kullanılıyor?
Firmamız, ülkemizde ve dünya genelinde biroldukça dev teknoloji firmasıyla iş birlikleri yapmaktadır. Bu firmaların isimlerini kapalılık kuralları gereği açıklayamamaktayız. Öteki yandan eserlerimiz LG, Airbus, Samsung üzere dünya devleri tarafınca kullanılmaktadır ve yeni kuşak eserlere adapte olması için ağır bir biçimde çalışılmaktadır.