الباحثون وجدوا طريقة لتحويل مادة رخيصة نستخدمها يومياً على المائدة، إلى المادة المدهشة «الجرافين»، وهي طريقة سوف تقلل من تكلفة هذه المواد المتناهية في الصغر، والتي يمكنها أن تقدم لنا مزايا مدهشة.

ما الذي تعدُنا به هذه المادة العجيبة؟

«الجرافين» عبارة عن رقاقة واحدة من ذرات الكربون، بخصائص خيالية، فهي أقوى بـ200 مرة من الفولاذ، كما إنها أصلب من الماس، ومرنة بشكل لا يصدق، ويمكن أن تتحول تحت ظروف معينة إلى موصل فائق للكهرباء، ينقل الكهرباء تحت مقاومة صفرية.

هذا يعني أن المادة لديها قدرة على الدخول في صناعة إلكترونيات أفضل، وخلايا شمسية أكثر فعالية، حتى إنها يمكن أن تستخدم في الطب.

في العام الماضي، قام بعض العلماء بدراسة أشارت إلى أن الجرافين يمكن أن يساعد في جعل بطاريات الهواتف المحمولة تستمر أكثر بنسبة 25%، وأن هذه المادة لديها القدرة على تصفية الوقود من الهواء الرقيق.

لكن المشكلة أن كل هذه التطبيقات المميزة لم تكن متاحة بشكل عملي، بسبب ارتفاع تكلفة صناعة الجرافين، العائدة إلى احتياج تصنيعها إلى وجود فراغ ذي درجات حرارة شديدة باستخدام مكونات نقية. لهذا بقي استخدامها معلّقاً ومقتصراً على المختبرات، حتى إيجاد طريقة تصنيع رخيصة الثمن، وهو ما فعله فريق علماء في أستراليا مؤخراً.

كيف قام الفريق بتثوير صناعة الجرافين؟

الفريق تمكن من صناعة الجرافين في ظروف الهواء العادية، معتمدين على زيت فول الصويا الرخيص الذي يستخدم في الطهي، وقد علق أحد الباحثين، السيد «تشاو جون هان»، قائلاً :«هذه العملية التي تجري في الهواء المحيط، لصناعة الجرافين، وهي عملية سريعة وبسيطة، آمنة وقابلة للتطوير بشكل كبير»، مضيفاً: «يتوقع من تقنيتنا الفريدة أن تقلل تكلفة إنتاج الجرافين وتدخل في التطبيقات الجديدة».

الفريق أطلق على تقنيته الجديدة اسم «GraphAir»، وهي تتضمن تسخين زيت الصويا في فرن أنبوب لمدة 30 دقيقة، ما يؤدي إلى تحلله إلى وحدات بناء الكربون، ثم يتم تبريد هذا الكربون بسرعة على رقائق مصنوعة من النيكل، حيث ينتشر ليكون رقيقة من الجرافين، لا تتجاوز في سمكها 1 نانومتراً (أي أرفع من الشعرة البشرية بمقدار 80 ألف مرة).

هذه التقنية ليست أرخص وأبسط فقط من التقنيات الأخرى، لكنها أيضاً أسرع بكثير، لأن صناعة الجرافين في الحيز المفرغ تستغرق وقتاً يصل لعدة ساعات، وقد قال «تشاو» أن هذه الطريقة تقلل التكلفة 10 مرات، كما إن اعتمادها على الزيت، يجعلها أكثر استدامة، وتمكننا من تدوير زيت الطهي بدلاً من رميه في النفايات.

عقبات تنتظر

السؤال الآن هو ما إن كانت هذه الطريقة يمكن استخدامها على نطاق واسع، فمع إنها رائعة، إلا إن رقاقة الجرافين التي تنتجها لا يتجاوز طولها 5 سم، كما لا يتجاوز عرضها 2 سم، وقد قال الفريق إن أكبر رقاقة جرافين تم صنعها حتى الآن لا تتجاوز في حجمها حجم بطاقة الائتمان، لهذا سوف يحتاج الباحثون لجعل حجم الجرافين المصنوع أكبر من هذا بكثير كي يناسب الاستخدام التجاري.