ייתכן שחלקכם שמעתם כבר על הגרפין (באנגלית Graphene) ומכירים את התכונות שלו. במאמר זה נסקור את החומר שבחרנו לכנות אותו בשם חומר העתיד.

הגרפין בנוי משכבה אחת דו-מימדית של אטומי פחמן שמסודרים במבנה שמזכיר חלת דבש. מדובר בחומר שלא נמצא בטבע ויש לייצר אותו במעבדה. החומר היה מוכר מזה עשרות שנים אבל רק בשנת 2004 הוא הופק לראשונה על ידי הפיזיקאים אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב מאוניברסיטת מנצ'סטר באנגליה.

לגרפין יש תכונות ייחודיות שהופכות אותו לאחד מנושאי המחקר המרכזיים במעבדות ברחבי בעולם. הוא נמצא גם בבדיקה של חברות הטכנולוגיה הגדולות בעולם (סמסונג, אפל וגוגל) שמחפשות אחר חומרים וטכנולוגיות חדשים שיאפשרו להן לעבור לשלב הבא בתחום הסלולר.
הנה סרטון קצר שהוכן על ידי אוניברסיטת מנצ'סטר עם הסבר על הגרפין, המבנה שלו והתכונות הבסיסיות של החומר.
הגרפין הוא חומר חזק מאוד יחסית לעובי שלו - למעשה, הוא חזק פי 200 מפלדה. בנוסף, הוא מוליך מצוין של חשמל וחום, דבר המאפשר להשתמש בו למגוון רחב של יישומים. הנה דוגמה לאחדים מהם:

שימושים

מוצרי מחשוב לביש

על פי הגדרה, מחשוב לביש הוא "אוסף של אביזרים אלקטרונים, כגון חיישנים, מצלמות, מסכים וכדומה, שניתנים לנשיאה על הגוף. אביזרים אלה מספקים למשתמש מידע נוסף על הסביבה, מידע על סכנות מתקרבות ומידע מסחרי ופרסומי." (מתוך: ויקיפדיה)

הרעיון הוא שהמחשוב הלביש יהפוך את המחשוב לזמין באופן מיידי בחיי היום יום שלנו, בניגוד לעבודה שמקובלת כיום עם המחשב השולחני שבה המחשב לא תמיד זמין למשתמש.

בנקודה הזו, לגרפין יש יתרונות רבים שיכולים להתאים לתחום הזה. הגמישות, החוזק והולכת החשמל המצוינת שלו הופכים אותו לחומר שיכול להשתלב היטב במוצרי מחשוב לביש.

בסרטון שלפניכם מוצגים היתרונות של הגרפין בתחום המחשוב הלביש וכיצד הוא משתלב בתחום הזה.

מסכי מגע גמישים

החומר העיקרי שנעשה בו שימוש בייצור של מסכי מגע הוא תחמוצת של אינדיום ובדיל. מדובר בחומר שאינו גמיש והוא לא מתאים לייצור מסכי מגע שגדולים מ-10 אינץ'. הגרפין, שיש לו הולכה מצויינת של חשמל, מתאים גם כן לייצור של מסכי מגע ובאוניברסיטה הלאומית של סיאול כבר פיתחו פטנט שמאפשר לייצר מגרפין מסכי מגע בגודל של עד 50 אינץ'.

ייצור מעבדים

מעבדים מיוצרים כיום בעיקר מסיליקון אשר נחשב לחומר המוביל בתחום. מאחר והגרפין מוליך חשמל טוב יותר מהסיליקון (פי 200 מהר יותר), הוא נחשב לחומר שניתן יהיה להפיק ממנו מעבדים מהירים יותר מאילו שקיימים כיום.

סוללות

סוללות גרפין כבר נמצאות כיום בפיתוח במעבדות שונות ברחבי העולם. מדובר בסוללות שמהירות הטעינה שלהם תהיה גדולה באופן משמעותי מהסוללות שנמצאות כיום בשימוש וכך גם זמן הפעולה שלהן. לפיתוח הזה יש השלכות לא רק על מכשירים ניידים אלא גם על שוק הרכב החשמלי.
בסרטון שלפניכם מראים כיצד יכול הגרפין לתרום לתחום הזה.
הגרפין הוא ללא ספק חומר בעל תכונות מדהימות שצפוי לשנות תחומים רבים. המחקר והפיתוחים השונים של החומר הזה עדיין נמצאים בעיצומם ולמרות שהשימוש בחומר הזה עדיין לא החל באופן משמעותי, אין ספק שהוא ישנה את העתיד.

מי מכם שמעוניין לראות עוד, אתם יכולים להיכנס לערוץ של אוניברסיטת מנצ'סטר ב-YouTube.
​בערוץ יש סרטונים רבים על הגרפין, התכונות שלו וכיצד הוא יכול להשתלב בתחומים רבים.

סיכום

מקורות

טלפון שחזק פי 200 מפלדה: החומר ממנו עשויות מהפכות
כתבה שפורסמה באתר כלכליסט, מחבר: עומר כביר, תאריך: 26.05.2014
גרפין – חומר הגלם של אלקטרוניקת העתיד, ושדה מחקר לתורת היחסות
מאמר שפורסם באתר של מכון דוידסון, מחבר: ירון גרוס, תאריך: 26.06.2011

גרפין - חומר העתיד

 
ניתן לשלוח שרטוטי עיבוד שבבי לתמחור ישירות לדוא"ל: info@hitechm.co.il

היי-טק מכניקה, מפעל עיבוד שבבי. רחב חרשי הברזל 6, ירושלים. טל': 02-5455909 או 052-7507776 דוא"ל: info@hitechm.co.il
© 2018. כל הזכויות שמורות להיי-טק מכניקה בע"מ - מפעל עיבוד שבבי.