Grafen i włókno grafenowe – Czym jest ten przełomowy materiał?

Grafen – 3 razy twardszy niż powierzchnia diamentu. Czy jest materiałem XXI wieku?

Znikoma grubość, znikoma masa, własności optyczne, wysokie przewodnictwo elektryczne, wyjątkowa wytrzymałość mechaniczna, przewodnictwo termiczne. Dzięki swoim właściwościom grafen nie tylko może ulepszyć istniejące już produkty, ale pozwoli na stworzenie nowych, rewolucyjnych technologii. Czym jest ten przełomowy materiał?

Czysto naukowo Grafen to alotrop węgla w postaci pojedynczej warstwy atomów w dwuwymiarowej sześciokątnej siatce, w której jeden atom tworzy każdy wierzchołek. Jest to podstawowy element strukturalny innych alotropów, w tym głównie grafitu, ale też węgla drzewnego, nanorurek węglowych i fulerenów. Można go również uznać za nieokreślenie dużą cząsteczkę aromatyczną, ostateczny przypadek z rodziny płaskich wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.

W praktyce jest to super-materiał, którego odkrycie w 2004 roku pozwoliło na rewolucję, nie tylko w świecie technologii. Dokonali tego naukowcy na Uniwersytetcie w Manchesterze. Za swój wynalazek otrzymali w 2010 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki “za przełomowe eksperymenty dotyczące dwuwymiarowego grafenu materiałowego”.

Do uzyskania grafenu niezbędny jest wysokiej jakości grafit. Dlatego przodownikami w jego wydobyciu stały się Chiny, ze względu na posiadanie dużych złóż wysokojakościowego amorficznego grafitu. Opatentowały one również technologię jego pozyskiwania, która jest kluczowa w dalszej produkcji.

Odpowiadając na pytania w skrócie:

Co to jest grafen? To najlżejszy, najcieńszy, najtwardszy i najmocniejszy materiał znany człowiekowi.

Z czego wykonany jest grafen? Wykonany jest z węgla, naturalnie występującego pierwiastka na ziemi o niekończącym się cyklu życia .

Kto odkrył grafen? Grafen został odkryty przez dwóch naukowców Andre Geima i Konstantin Novoselova.

Gdzie i kiedy został odkryty grafen? Grafen został odkryty w 2004 roku na Uniwersytecie w Manchesterze.

Gdzie produkowany jest grafen? Największym producentem grafenu są Chiny, ze względu na duże pokłady grafitu.

Ważne, aby zadać jednak najważniejsze pytania. Dlaczego grafen jest przełomowym odkryciem? Dlaczego jego wynalezienie jest takie ważne?

Gęstość grafenu jest 3 razy twardsza niż powierzchnia diamentu. Przy takiej samej masie grafen jest 200 razy mocniejszy niż stal, a zarazem tak elastyczny, że można go rozciągnąć o 20% bez utraty jego właściwości. Jest lżejszy niż włókno węglowe i wielokrotnie od niego mocniejszy.  Dodatkowo posiada szereg rewolucyjnych właściwości, takich jak:

 – Doskonałe przewodzenie ciepła oraz elektryczności. Zmierzona przewodność cieplna wynosi od 4840 ± 440 do 5300 ± 480 W/mK[7] (dla porównania srebro – 429 W/mK);

– Niewielka rezystywność;

– Bardzo wysoka ruchliwość elektronów w temperaturze pokojowej;

– Prędkość przepływu elektronów, wynosząca 1/300 prędkości światła w próżni, umożliwia badanie efektów relatywistycznych dla elektronu poruszającego się w przewodniku;

– Pojedyncza warstwa grafenu pochłania 2,24% białego światła, co sprawia, że jest on właściwie przezroczysty;

– Jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 130 GPa, w porównaniu do ok. 0,4 GPa dla stali konstrukcyjnej lub kevlaru;

– Membrana z utlenionego grafenu nie przepuszcza gazów, a równocześnie jest całkowicie przenikalna dla wody.

Powyższe właściwości sprawiają, że grafen nadaje się do wytwarzania przezroczystych wyświetlaczy dotykowych i długowiecznych baterii. Może również znaleźć zastosowanie w produkcji energii odnawialnej z modułów fotowoltaicznych oraz filtrów wody. Dodatkowo czujniki z grafenu potrafią zarejestrować obecność szkodliwych cząsteczek substancji, co ma zastosowanie np. w monitoringu i ochronie środowiska.

Dla branży tekstylnej w tym odzieży ochronnej i BHP jego najlepszym zastosowaniem jest jednak możliwość wytwarzania włókna grafenowego.  Dzięki właściwościom jakie grafen nadaje włóknom wykonane z niego tekstylia zapewniają szereg korzyści użytkownikowi. Stworzenie włókna grafenowego pozwoliło specjalistom ds. BHP zająć się niespełnionymi zagrożeniami i uczynić miejsce pracy bezpieczniejszym dla mężczyzn i kobiet. Największe zalety włókna grafenowego to między innymi:

Bakteriostatyka– regulacja bakterii i zahamowanie ich rozmnażania oraz wzrostu nowych bakterii;

Neutralizacja zapachów– zrównoważenie kwasowości potu ciała, neutralizując w ten sposób zapach związany z potem;

Regulacja termiczna– pochłanianie promieniowania, umożliwiając odprowadzanie ciepła;

Siła mechaniczna– ekstremalna odporność na przecięcia i ścieranie;

Odporność na promieniowanie UV – zabezpieczenie skóry przed poparzeniem oraz nadmiernym starzeniem się;

Środek odstraszający roztocza i komary– prócz bakteriostatyki zapewniona również ochrona przed insektami.

Grafen następcą krzemu?

Grafen nie jest jeszcze znany na szeroką skalę ze względu na trudności związane z jego produkcją. Tylko niewielu producentów na całym świecie potrafi wyodrębnić go z amorficznego grafitu. Obecnie wiele branż opracowuje metody pozyskiwania grafenu. Przykładem jest marka Kyorene, Lider w jego produkcji na potrzeby przemysłu tekstylnego (włókno grafenowe). Pomimo małej ilości produkowanego grafenu jego wydajność pozwala na tworzenie coraz to nowych produktów. Grafen to materiał w nanoskali. 1 gram wystarcza na 100 metrów kwadratowych. 1,5 grama grafenu może pokryć całe boisko piłkarskie. Dzięki temu, że grubość materiału wynosi równo jeden atom. Jego właściwości funkcjonalne wynikają z gęstości elektronowej.

Nie bez powodu grafen uważany jest za następcę krzemu, który również początkowo nie był rozpowszechniany na skalę światową. Dopiero niemal 100 lat po jego odkryciu pozwolił on na rewolucję komputerową, stając się powszechnie używanym materiałem.

Grafen wymieniany jest, jako kolejne przełomowe odkrycie po materiałach typu dynema, kewlar, czy włókna typu HPPE HDPE. Tak jak one z pewnością zrewolucjonizuje wiele dziedzin produkcji w tym branżę elektroniczną, lotniczą, budowlaną, motoryzacyjną, medyczną i tekstylną.

Dlatego już teraz zapraszamy do zapoznania się z ofertą rękawic grafenowych Kyorene dostępnych w naszym sklepie. KLIKNIJ TUTAJ

Jakie rękawice lateksowe wybrać, by dobrze spełniały swoją rolę? Kiedy zakładamy rękawice ochronne? Na te pytania mamy konkretne odpowiedzi! Konieczne jest dobranie ich odpowiednio do wykonywanych czynności.

Rękawice ochronne mają za zadanie zabezpieczać dłonie (i często też przedramię) przed uszkodzeniami chemicznymi, mechanicznym, poparzeniami i wieloma innymi zagrożeniami.

Dlatego też istnieje kilkanaście kategorii rękawic ochronnych:

• Rękawice antyprzecięciowe
• Rękawice antyprzekłuciowe
• Rękawice chroniące przed chemikaliami – chemoodporne
• Rękawice jednorazowe
• Rękawice lateksowe
• Rękawice montażowe
• Rękawice nitrylowe
• Rękawice ochronne ESD
• Rękawice PVC
• Rękawice skórzane
• Rękawice spawalnicze
• Rękawice zimowe
• Rękawice żaroodporne

Jakie rękawice wybrać do sprzątania, prac domowych, czyszczenia powierzchni lub do kontaktu z żywnością? Zacznijmy od podstaw.

Muszą one z pewnością spełniać odpowiednie normy:

• Powinny mieć pory na tyle małe, że nie przenikną przez nie bakterie i wirusy (norma EN 455-1).
• Rękawiczki muszą być odpowiednio rozciągliwe i wytrzymałe (norma EN 455-2).
• Muszą mieć pozytywną opinię pod kątem oceny biologicznej (norma EN 455-3).
• Rękawiczki nadają się do użytkowania przez określony czas (norma EN 455-4).

Warto na to zwrócić uwagę przy wyborze rękawic do prac domowych. Informacja o spełnianych przez produkt normach powinna być wyraźnie zaznaczona na jego opakowaniu. Rękawice ochronne mają oznaczenia, na które należy zawsze zwracać uwagę.

Jakie rękawice do pracy z żywnością wybrać? Jeśli rękawice mają być stosowane podczas kontaktu z żywnością muszą również być dopuszczone do kontaktu z nią. Zgodnie z rozporządzeniem (WE) 1935/2004 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 października 2004 r. w sprawie materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością.

W codziennym życiu podczas prac domowych często nie zwracamy uwagi na to, jakie właściwości mają rękawice, jednak jeśli chcemy chronić dłonie – róbmy to właściwie, tak by służyło to naszej skórze, a nie jedynie stwarzało pozory bezpieczeństwa. Produkt niecertyfikowany może stwarzać jeszcze większe zagrożenie, co niesie za sobą więcej problemów niż korzyści.

To tyle z norm i zasad dotyczących rękawic ochronnych. Jak to jest w praktyce? Najbardziej odpornym na bakterie, wirusy i środki chemiczne materiałem jest lateks, który w niektórych przypadkach uczula, szczególnie wrażliwą skórę. Jeżeli jednak nie jest się na niego uczulonym, najlepiej wybierać rękawice wykonane właśnie z tego materiału, ponieważ najlepiej chroni on skórę oraz jest naturalnym tworem przyrody.

Alternatywą są rękawice ochronne wykonane z nitrylu i winylu. Te pierwsze są bardziej elastyczne jednak mniej odporne od winylu.

Wiele osób zastanawia się, dlaczego rękawiczki lateksowe żółkną? Dzieje się tak na skutek reakcji naturalnego lateksu z cząsteczkami ludzkiego potu, która powoduje odbarwianie się materiału.

Oprócz norm rękawic ochronnych, zasad zastosowania i ich specyfikacji należy pamiętać o doborze prawidłowego rozmiaru. Jak wybrać rozmiar rękawiczek ochronnych? Nie mogą one być zbyt małe, aby nie pękały podczas ich zakładania, ani za duże, tak by nie zsuwały się podczas pracy. Należy stosować się do tabeli rozmiarowej producenta, po uprzednim zmierzeniu dłoni.

Nawet podczas krótkotrwałego kontaktu z substancjami chemicznymi, służącego do użytku domowego, nasza skóra jest narażona na oparzenia chemiczne, zapalenia skóry czy objawy egzemy. Dlatego powinno się zawsze używać rękawic ochronnych – w domu i w pracy.

Jako rękawice uniwersalne, spisujące się świetnie podczas prac domowych i w zakładach pracy polecamy rękawice robocze, lateksowe Ampri – kliknij tutaj.