Superobjav: Dvojdimenzionálne materiály. Ich elektróny sa riadia teóriou relativity a majú „zázračné“ vlastnosti

Všetky materiály, ktoré boli po stáročia známe, sa vyznačujú len trojdimenzionálnou štruktúrou. Pred niekoľkými rokmi však prišlo k veľkej unikátnej vedeckej senzácii.

Dvaja vedci objavili prvý dvojdimenzionály materiál, ktorý dostal meno grafen. Odmenou za to im bola Nobelova cena za fyziku.

Grafen sa vyznačuje tým, že jeho hrúbka sa rovná len jednému atómu. Inými slovami: Akýkoľvek kus grafénu je všade, po celej ploche hrubý len jeden atóm.

To je neobyčajne prekvapujúce a donedávna bolo niečo také aj vonkoncom nemysliteľné. V každom prípade je grafen takpovediac veľmi mysteriózny fenomén, a tak je len logické, že sa preto musí vyznačovať aj absolútne výnimočnými a doslova mysterióznymi vlastnosťami.

V prvom rade treba zdôrazniť, že grafen pozostáva len z povrchu – iné rozmery nemá. To ho predurčuje k tomu, že má úplne iné fyzikálne vlastnosti ako všetky ostatné trojdimenzionálne materiály.

Vedcom sa už podarilo zistiť niektoré jeho zvláštne a prekvapujúce vlastnosti – ďalšie ešte len čakajú na objavenie.

Elektrické vlastnosti niektorých štruktúr grafenu sú naozaj udivujúce a veľmi by potešili Alberta Einsteina. Elektróny, ktoré obsahuje, sa správajú v zmysle jeho teórie relativity. To platí len pre grafen a prežiadne klasické materiály. Na tomto mieste to však uvádzam len ako stručnú informáciu.

Ako sa elektróny grafenu „podriaďujú“ teórii relativity je vysvetlené komplexom zložitých matematických formulácii, ktoré sa vyznačujú z pohľadu abstraktnej matematickej logiky krásnymi symetriami. Samozrejme len pre toho, kto sa podrobne zaoberal fyzikálnou i matematickou podstatou teórie relativity.

Aj mechanické vlastnosti grafenu sú jedinečné. Materiály z neho majú takú vysokú stabilitu vzhľadom na nepatrnú hrúbku grafenových štruktúr, že je neporovnateľne vyššia, ako je to v prípade aj najstabilnejších trojdimenzionálnych materiálov.

V Nemecku sa výskumu grafenu venuje predovšetkým Univerzita v Saarbrückene. Väčšina informácii, ktoré vedci o vlastnostiach grafenu majú, bola získaná zo simulačných výpočtov.

Vedci zo Saarbrückenu sú presvedčení, že použitie dvojdimenzionálnych materiálov bude v mnohých oblastiach znamenať prevratné inovácie a revolučné zmeny - napríklad v senzorike, aktorike, v technike filtrov, mechatronike.