Grafen je pojem, který se rychle dostává do obecného povědomí.

Pravidelně se s ním setkávají nejen čtenáři odborných periodik, ale v poslední době i návštěvníci technických rubrik webového zpravodajství. Letošní rok se dá konstatovat, že svět se do grafenu doslova zbláznil.

Grafen se zdá být materiálem budoucnosti, bez kterého se jednou neobejde žádná výrobní technologie.

Obchoduje se s ním i na burzách, a proto bývá též nazývaný „novým zlatem“.

Grafen je unikátní ve své jednoduchosti: tvoří ho jediná vrstva atomů uhlíku uspořádaných v hexagonálních mřížkách. Celá struktura tak připomíná včelí plástev. Ultratenké vrstvy grafenu byly poprvé izolovány v roce 2004 a od té doby jsou předmětem intenzivního základního i aplikovaného výzkumu.

O grafenu se píše zásadně v superlativech: elektrický proud vede lépe než měď a je pevnější než ocel. A navíc je přátelský k životnímu prostředí: vždyť se jedná o čistý uhlík, základní stavební prvek veškeré živé přírody.

S přídavkem nanočástic grafenu (zejména ve formě oxidu grafenu) se experimentuje od strojírenského průmyslu, přes kosmetiku až po zemědělství. O potenciálu grafenu ve vývoji nových baterií s výrazně kratším cyklem dobíjení již bylo napsáno mnoho, grafen však skýtá možnost využití i v dalších oborech. Pojďme se podívat na poslední objevy, o kterých nás informují vědecká pracoviště z celého světa.

1. „Jedlá elektronika“

Vědci z univerzity v Rice vyvinuli metodu, pomocí které lze libovolnou látku obsahující dostatečné množství uhlíku účinkem laserových paprsků přeměnit v grafen. Grafenem se tak může stát třeba dřevo, textil nebo dokonce potraviny.

Působení laseru změní uspořádání v látce obsažených uhlíkových atomů a vytvoří miniaturní supervodivý identifikační obrazec, díky kterému lze o každém výrobku zjistit velké množství informací. V případě potravin třeba o jejich složení nebo délce skladování. Značka dokáže upozornit i na jejich potenciální závadnost: detekuje přítomnost nebezpečných bakterií a upozorní, že jídlo už není poživatelné.

2. Z blondýnky brunetou bez amoniaku a dalších škodlivých přísad

Materiáloví inženýři ze Severozápadní univerzity se zaměřili na vylepšení vlastností výrobku, který používá téměř každá žena (i někteří muži): barvy na vlasy. Při tónování světlých vlasů na výrazně tmavší odstín dochází při použití klasických přípravků s dlouhotrvajícím účinkem k poškození jemné vlasové kutikuly. Pigmenty s přídavkem grafenu se vyznačovaly nejen vynikajícím krycím účinkem, ale mikročástice povrch vlasu navíc dokonale ochránily.

3. Nejúčinnější filtrace vody

Membrány s obsahem oxidu grafenu dokážou zachytit až 99 % nečistot a to bez nutnosti zvýšení tlaku během filtračního procesu. Vědci doufají, že pomocí takto výkonných filtrů bude jednou možné pitnou vodu připravovat i z vody mořské.

4. Grafen a zemědělství

Zemědělská produkce se neobejde bez hnojení. Často se však stane, že drahé hnojivo krátce po ošetření plodin spláchne první déšť do nejbližší vodoteče. Vědcům z univerzity v Adelaide se povedlo navázat na tenké plátky grafenu stopové prvky, potřebné pro výživu rostlin: zinek a měď, které se z grafenového nosiče řízeně uvolňovaly. Tuto zajímavou studii výzkumný tým uveřejnil v časopise ACS Applied Materials & Interface.

5. Bojovník s nebezpečnými bakteriemi

Katetry a další lékařské přístroje rády osídlují bakterie. A rostou-li ve formě souvislého povlaku ― biofilmu, dokážou se jich držet opravdu pevně. Kontaminované nástroje nebo implantáty představují pro pacienty obrovské riziko. Italští vědci experimentálně pokryli povrchy vyšetřovacích nástrojů tenkou vrstvou na bázi grafenu. Povlak eliminoval bakterie stejně efektivně jako antibiotika a navíc bez toxického účinku na lidské zdraví.

Využití grafenu v každodenní praxi však stále naráží na jediný problém. A tím je nalezení metody, která by ony zázračné tenké vrstvy dokázala vyrábět v dostatečné kvalitě a přitom levně.
Marcela Malcová – autor článku