Bilim Dünyasının ‘Harika Malzeme’ Olarak Tanımladığı Grafen Nedir, Ne İşe Yarar, Zararları Nelerdir?

20. yüzyıl ve öncesi daha çok keşiflerle geçti yani var olan şeyleri keşfettik. 20. yüzyıl sonrası ise kelimenin tam anlamıyla bir icatlar çağı oldu çünkü keşfettiğimiz şeyleri kullanarak yeni şeyler ortaya çıkardık. İşte grafen de bu icatlardan bir tanesi. Aslında bir tür karbon ürünü olan grafenin icadı için uzun yıllardır çalışmalar yapılıyordu ancak tam anlamıyla ortaya çıkışı oldukça yakından tarihlidir. 

Grafenin bu kadar önemli olmasının nedeni ise neredeyse bildiğimiz her malzemeden daha ince ve daha dayanıklı olmasıdır. Bu nedenle harika malzeme olarak da anılan grafenin neredeyse şeffaf olması ise bazı şüpheler doğurdu çünkü bu madde içimize girebilir ve ne istenirse onu yapabilir. Gelin işe bilimin penceresinden bakalım ve grafen nedir, ne işe yarar, zararları nelerdir gibi soruların yanıtlarını arayalım.

Önce şu malzemeyi bir tanıyalım; Grafen nedir?

En temel tanımıyla grafen, kristal karbon atomunun iki boyutlu ve altıgen biçimindeki bir formudur. Bu altıgen yapılar tek başına olabileceği gibi birleşerek bir tür bal peteği görünümü elde edebilir ve böylece malzeme genişler. Karbon atomunu kurşun kalemdeki grafit ve elmas maddesinden hatırlayabiliriz. İşte grafen, karbon atomunun benzer şekilde sentezlenmiş bir formudur.

Grafen yeni icat edilmiş bir malzeme mi?

Aslında Kanadalı bir teorik fizikçi olan Phillip Russel Wallace, 1940’lı yıllarda tek atomlu bir karbon yapısı geliştirmişti. Fakat teoride kalan bu fikir pek çok bilim insanına uygulanabilir gelmedi. Andre Geim ve Konstantin Novoselov isimli iki fizikçi 2004 yılında bu maddeyi sentezlemeyi başardılar ve 2010 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler. İkili, karbon atomlarını bir tür silikon dioksit tabakasına aktararak grafeni izole etmeyi başarmışlardı. 

Grafeni benzersiz yapan pek çok özelliği var:

Öncelikle grafen iki boyutlu bir karbon formu, bu nedenle son derece kullanışlı. Neredeyse tamamen şeffaf ve son derece esnek, üstelik iletken. Çok ama çok hafif bir malzeme olan grafenin en dikkat çeken özelliği ise çelikten 200 kat daha güçlü olması. Tüm bu özellikleri onu özellikle teknoloji dünyasında vazgeçilmez bir harika malzeme yapmak için yeter de artar bile. 

Grafen nerelerde kullanılır? İşte önümüzdeki yıllarda sık sık görmeyi beklediğimiz grafen kullanım alanları:

• Güneş enerjisinde yüksek performanslı pillerde
• Giyilebilir teknoloji bataryalarında
• Nükleer santrallerde soğutucu olarak
• Termoelektrik santrallerinde enerji tasarrufu için
• Alkol distilasyonu sürecinde hızlı damıtma amacıyla
• Yakıt hücrelerinde performans arttırıcı olarak
• Kemoterapi ilaçlarını hücreye taşımak için
• Kanserli hücreleri tespit için
• DNA iyileştirmelerinde
• Anormal hücre tespit ve tedavisinde
• Diyabet izleme sürecinde
• Diyalizde geçirilen süreyi azaltmada
• Kemik ve diş implantasyonunda
• Doku mühendisliğinde
• UV seviyelerini tespit etmede
• Beynin elektriksel aktivitelerini tanımada
• HIV tanısında
• Farklı tespitler için biyosensör olarak
• Bakteri öldürücü madde olarak
• Bir tür doğum kontrol yöntemi olarak
• Konuşma ve duyma engeli olanlar için biyo-entegre cihazlarda
• Vücut taramalarında
• LED benzeri ışık üretimlerinde
• Transistör olarak bilgisayar hızlandırmada
• Su geçirmez ürünlerde
• Giyilebilir elektronik ürünlerde
• Dokunmatik ekranlarda
• Gelişmiş esnek ekranlarda
• Sabit disk ve benzeri depolama alanlarında hafıza genişletmek için
• Elastik robot parçalarında
• Süper iletken olarak
• Optik iletişim malzemelerinde
• Optik sensörlerde
• Güvenlik sensörlerinde
• Gıda ambalajlarının hijyeni için
• Su arıtma sistemlerinde
• Tuzdan arındırma sistemlerinde
• Bitki sensörlerinde
• Gıda güvenliği önlemlerinde
• Çok daha dayanıklı ayakkabılarda, kasklarda, giysilerde, spor malzemelerinde ve benzeri ürünlerde
• Daha dayanıklı inşaat malzemeleri için
• Tüm elektronik ürünleri sağlamlaştırma amacıyla
• Otomotiv başta olmak üzere tüm ulaşım araçlarını esnek ve güçlü yapmak için
• Askeri ürünlerde

Durun durun hemen heyecanlanmayın. Evet, grafen bu listedeki bazı alanlarda çoktan kullanılmaya başladı ama pek çoğu henüz sadece tasarım aşamasında. Bazı alanlarda grafen kullanım patentleri alındığı biliniyor ancak özellikle tıp alanındaki kullanımı için daha uzun yıllar beklemek gerekecek. 

Grafen zararları son derece korkutucu olduğu için hakkında ortaya atılmış pek çok farklı komplo teorisi var:

Şu noktaya kadar tüm anlattıklarımız grafen hakkında ortaya atılan bilimsel gerçekler ya da destekli teoriler olduğu için açıkçası konu hakkındaki herhangi bir kanıtı olmayan komplo teorilerinden bahsetmeyi uygun bulmuyoruz. Yok dondurmaya koymuşlar, yok aşıyla bize enjekte etmişler, yok hepimizi maymun yapacaklarmış. Sayın okuyucu, şu an böyle iddiaların tek bir ufacık kanıtı bile yok.

Grafenin zararları yok mu, elbette var! Üstelik bazı zararları gerçekten de öldürücü olabilir. Sonuçta karbon atomundan yani bir kimyasal maddeden bahsediyoruz. Bu tür bir malzemeyi sürekli soluduğunuz zaman akciğer kanseri riski kaçınılmaz. Sürekli teninize değerse cilt hücreleriniz ölür. Üretildiği fabrikadan dışarı salınırsa çevredeki doğa tamamen yok olur. Yani evet, grafen gerçekten de zararlı bir maddeye dönüşebilir.

Tamam işte zararlıymış hadi gidelim grafen fabrikalarını yıkalım diye düşünüyorsanız lütfen sakin olun. Emin olun şu an bu yazıyı okuyor olduğunuz cihazda kullanılan maddelerin büyük bölümü de benzer etkiler yaratabilir. Fakat bu etkiler yok olsun diye sayısız işlemden geçiriliyor. Tek sorun, grafen için henüz bu kadar işlem geliştirilmedi. Zaten tam da bu yüzden grafen kullanımının yaygınlaşması ancak gelecekte mümkün olacak. 

Sonuç: Grafen şeytan mı melek mi?

Öncelikle şunu kabul edelim, grafen muhteşem bir icat. Çok ince, neredeyse şeffaf, iletken ve yetmezmiş gibi inanılmaz güçlü. Emin olun muhtemelen canlı canlı şahit olacağımız bir gelecekte grafen kullanılarak üretilmiş eşyaların bırakın hayatımızı kolaylaştırmasını, kelimenin tam anlamıyla hayat kurtardığını göreceğiz.

Grafen harika bir malzeme ama bir mucize mi, tabii ki hayır. Yukarıda saydıklarımızın yanında belki daha keşfedemediğimiz sayısız zararı olabilir. Fakat her şeyin zaten kontrol altına alınmazsa bazı zararları var. Önemli olan, bunların kontrol altına alınabiliyor olması. Ancak emin olun sigara içip, hazır gıdalarla beslenip, hareketsiz yaşayıp, günde yirmi saat ekrana bakmak her gün bir avuç grafen yemekten daha büyük zarar veriyor. 

Bilim dünyasında harika malzeme olarak adlandırılan grafen nedir, ne işe yarar, zararları nelerdir gibi merak edilen soruları yanıtladık. Tüm anlattıklarımız bugün grafen hakkında bilinen bilimsel gerçeklerdir. Belki yarın tüm bu anlattıklarımız değişecektir ama zaten bilimin güzelliği de bu değil mi?

Kaynak: Webtekno