Grafen - industrijsko čudo u „dolini razočaranja“

Najčudesniji materijal koji nauka poznaje moguće je, mada nije preporučljivo, napraviti pomoću običnog kuhinjskog blendera. Samo treba pomešati pola litra vode, malo deterdženta i oko 50 grama grafitnog praha. Uključite blender na maksimalnu brzinu i posmatrajte s divljenjem kako se u rastvoru formiraju pahuljice grafena.

Ovaj dvodimenzionalni oblik ugljenika, izuzetno čvrst, lagan, neprobojan, odličan provodnik, fleksibilan i proziran, koji su pre više od decenije prvi put izolovali ser Andrej Gejm (Andre Geim) i ser Konstantin Novoselov s Univerziteta u Mančesteru, trebalo je, prema svim očekivanjima, da pokrene točak naredne industrijske revolucije.

U okviru tog univerziteta osnovan je Nacionalni institut za grafen (National Graphene Institute), u koji je uložen 61 milion funti. Institut je jedan od stubova državne inicijative za jačanje privrede severa Engleske, čiji je cilj da budući prihodi na nivou zemlje budu ravnomernije raspoređeni. Kompanije kao što su IBM i „Samsung“ krenule su u trku za patentima koji imaju veze s grafenom, a 2014. godine bilo ih je više od 9.000. Ceo svet je željno iščekivao novu generaciju poluprovodnika, baterija, elektronskih uređaja i materijala čudesnih svojstava.

Realno je reći da su se planovi izjalovili. Prvi proizvod od grafena napravljen u Velikoj Britaniji, štedljiva sijalica, trebalo je da se pojavi u prodavnicama krajem prošle godine. Međutim, investicija koja je trebalo da ubrza njen put od laboratorije do plafona nije na vreme realizovana. Uzbuđenje koje je izazvala ova sijalica podsetilo je na doba Tomasa Edisona i na neobuzdani duh pronalazaštva, čije je oličenje bio. To osećanje je prilično izbledelo, iako još uvek postoji nada da će se proizvod pojaviti u prodaji ove godine. Prema godišnjem izveštaju kompanije „Gartner“ o fazama u kojima se nalaze nove tehnologije, grafen trenutno tavori u „dolini razočaranja“, gde je dospeo posle pada s „vrha prenaduvanih očekivanja“.

Istini za volju, očekivanja od grafena bila su prenaduvana od samog početka. Od otkrića ili razvoja novih materijala do njihove masovne primene često moraju proći decenije, pa čak i vekovi. Ugljenik nekristalne strukture nalik dijamantu, razvijen sedamdesetih godina, trebalo je da pokrene revoluciju u proizvodnji tranzistora. To se nikad nije desilo, ali sad umesto toga postoji dijamantski DLC premaz, koji štiti hard diskove miliona kompjutera.

Prošlog meseca istraživači s univerziteta u Kembridžu i Trstu pokazali su da grafen ne utiče na funkcionisanje ljudskih nervnih ćelija. Zbog toga bi on mogao da bude bolji izbor od silicijuma ili tungstena kao materijal za izradu elektroda koje se ugrađuju duboko u mozak pacijenata obolelih od Parkinsonove i sličnih bolesti.

Postoje i druge stvari koje usporavaju izlazak na tržište, a među njima je i standardizacija. Savet za grafen, krovna institucija koja okuplja akademske krugove i predstavnike industrije, ukazuje da se grafen može naći u obliku cilindra jednoslojne ili višeslojne strukture različitog kvaliteta, i upozorava da se te razlike moraju ujednačiti pre nego što počne prodaja.

Ipak, period zatišja koji je usledio posle preteranog oduševljenja može imati i dobre strane. Smanjena očekivanja daju priliku novim investitorima da se uključe u konkurentno tržište. Još jedna neočekivana prednost je ta što pažnja posvećena samo jednom geografskom regionu može podstaći na akciju zanemarene susede.

Zarobljena između naprednog juga i inicijative za razvoj privrede severa zemlje, nalazi se Midlends, oblast koja jednog dana može postati „pokretač razvoja“. Da ne bi bila gurnuta u zapećak, dok je pažnja političara usmerena na inovacije sa severa, konzorcijum koji čini šest univerziteta iz Midlendsa, Britanski geološki zavod i nekoliko industrijskih partnera osnovao je Akcelerator za istraživanje energije (Energy Research Accelerator, ERA). Projekat vredan 180 miliona funti baviće se uzbudljivim tehnološkim istraživanjima na polju energije budućnosti. Vlada je uložila 60 miliona funti, a preostalih 120 miliona došlo je od kompanija i akademskih krugova. Univerziteti u Notingemu, Birmingemu i Astonu, kao i drugi univerziteti uključeni u ovaj projekat, uživaju veliki ugled u inženjerskoj struci i imaju snažne veze s privredom.

Jedan od ciljeva ERA je da ponudi nov i drugačiji pristup „hladnoj“ energiji koja se koristi u sistemima za rashlađivanje, npr. u lancu distribucije hrane i u kompjuterskim centrima podataka. Rashlađivanje se sad postiže na prilično skup način korišćenjem električne energije (ili dizel goriva u kamionima-hladnjačama). Kriogene tečnosti, kao što je tečni azot, mogle bi da ponude ekološki čistiju opciju.

Pažnja se posvećuje i geotermalnoj energiji zarobljenoj ispod površine Zemlje, koja, između ostalog, stvara izvore tople vode i gejzire i čiji potencijal bi se mogao iskoristiti u domaćinstvima.

Ser Dejvid Grinavej (Sir David Greenaway), rektor Univerziteta u Notingemu, izjavio je prošle godine da je Midlends „u opasnosti da postane samo oblast koju predstavnici vlasti preleću dok putuju na jug ili na sever.“ Danas kad pogleda u nebo, Grinavej bi možda ironično primetio da krila aviona još uvek nisu napravljena od grafena.

Anjana Ahuja