גרפן

יריעה דו-ממדית של אטומי פחמן, המסודרים בצורת משושים, בעובי של שכבה אטומית אחת

גרפןאנגלית: Graphene) הוא יריעה דו-ממדית של אטומי פחמן, המסודרים בצורת משושים (צורתו של הגרפן יכולה להזכיר צורת כוורת), בעובי של שכבה אטומית אחת, ומהווה את אבן היסוד לתצורות: גרפיט, פולרנים (אנגלית: Fullerenes) וננו-צינוריות פחמן.

גרפן
מבנה כימי של יריעת גרפן
מבנה כימי של יריעת גרפן
מספר CAS 1034343-98-0
הגרפיט בנוי שכבות-שכבות, כאשר שכבה בודדת היא למעשה גרפן.

גרפן מהווה את אחת מצורות האלוטרופ של פחמן.

כאשר שכבות רבות של גרפן מסודרות זו על גבי זו, מקבלים למעשה צורה אלוטרופית נוספת של פחמן – גרפיט.

תכונות עריכה

גרפן הוא החומר החזק ביותר, אפילו יותר מיהלום[1]. הוא אחד החומרים הדקיקים ביותר הידועים לחוקרים בימינו שניתנים לעיבוד ולייצור. צבעו שקוף ודחיסותו גבוהה. הגרפן בעל מוליכות חשמל וחום גבוהה (פי 10 מנחושת).

שימושים עריכה

הגרפן שולב במספר טכנולוגיות עדכניות, כגון תאים סולאריים ומסכי מגע, בשל מוליכותו הרבה ושקיפותו. בנוסף, הגרפן הוא אחד האמצעים ליצירת ננו-צינוריות פחמן: מגלגלים יריעת גרפן סביב ציר האורך שלה ליצירת גליל, והתוצאה היא ננו-צינורית פחמן.[2]

בינואר 2015 פורסם מאמר הטוען כי הודות לתכונותיו של הגרפן, ניתן יהיה לקדם את תחום ייצור הסוללות באמצעותו[3].

פרסים על גילוי החומר וחקר תכונותיו עריכה

על גילוי החומר והתכונות המשויכות לו הוחלט להעניק ב-2010 את פרס נובל לפיזיקה לאנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב, מאוניברסיטת מנצ'סטר באנגליה.

בשנת 2020 הוענק פרס וולף לפיזיקה לפבלו חריו-אררו, אלן מקדונלד ורפי ביסטריצר, על "עבודתם החלוצית בתאוריה וניסוי של גרפן דו-שכבתי מסובב"[4].

גרפן במטאוריט קניון דיאבלו עריכה

גרפן נמצא במטאוריט קניון דיאבלו, והחוקרים סוברים כי יש היתכנות למציאתו במקומות נוספים בעולם, וכי ניתן יהיה להשתמש בו בעתיד לצרכים טכנולוגיים ורפואיים[5]

גרפן בישראל עריכה

בשנים האחרונות החל פיתוח ישראלי לייצור גרפן ליישומים תעשייתיים, כאשר המשמעותי מבין הפיתוחים השונים היה במסגרת 'מאגד גרפן' מטעם רשות החדשנות, אשר כולל את פרופ' דורון נווה מאוניברסיטת בר-אילן מצד האקדמיה (בשיתוף חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, הטכניון ואוניברסיטת בן-גוריון בנגב וד"ר אלעד מנטוביץ מחברת אנבידיה), ביחד עם סימטל ננו-ציפויים, אלישרא ופי.סי.בי מצד התעשייה.[6]

ייצור הגרפן מבוצע בפועל בחברת סימטל ננו-ציפויים, בפארק תעשייה ציפורית. החברה ממשיכה את פיתוח ושיפור איכות הגרפן במסגרת תוכנית המשך של רשות החדשנות וכוכב מגנ"ט, בשיתוף עם אוניברסיטת בר-אילן. הגרפן מיועד לשרת את תעשיית האלקטרוניקה הישראלית והעולמית, לצרכי פיזור חום במעגלים אלקטרוניים ולהגברת התדר במעגלים אלו.

קישורים חיצוניים עריכה

  מדיה וקבצים בנושא גרפן בוויקישיתוף

הערות שוליים עריכה

  1. ^ Chris Woodford, Graphene, Explain that Stuff.com. December 1, 2018
  2. ^ "גרפן הוא 'גביע קדוש' שיוצר מרחב חדש של פתרונות המאפשרים לשמור על רמת ביצועים גבוהה", באתר כלכליסט, 30 במאי 2021
  3. ^ Prachi Patel, Deep-Frying Graphene Spheres For Energy Storage, C&EN, January 14 2015
  4. ^ רפי ביסטריצר, באתר קרן וולף
  5. ^ ישראלי, יוגב (2022-07-27). "מבנה מוזר של יהלום התגלה במטאוריט קניון דיאבלו". Ynet. נבדק ב-2022-07-28.
  6. ^ הכירו את פרופ' דורון נוה | הפקולטה להנדסה ע"ש אלכסנדר קופקין, באתר engineering.biu.ac.il
  ערך זה הוא קצרמר בנושא כימיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.