Jak szybko może wirować obiekt makroskopowy?

Wał w silniku bolidu Formuły 1 może obracać się maksymalnie w tempie 30 000 rpm. Ponad 13 razy szybciej wiruje ultrasoniczne wiertło dentystyczne. Jest to jednak nic w porównaniu z najnowszym rekordzistą w tej dziedzinie – lewitującymi mikropłatkami grafenu.

O grafenie – alotropowej formie węgla składającej się z pojedynczej płaskiej warstwy atomów – pisaliśmy na Gadżetomanii wielokrotnie (por. linki w artykule). Badacze i technolodzy co i rusz wynajdują dla niego kolejne zastosowania, co bierze się z szeregu niezwykłych właściwości, jakie wykazuje ten materiał.

Antybakteryjny papier z grafenu

Jedną z tych cech jest ogromna wytrzymałość mechaniczna. Szacuje się, że gdyby wyprodukować grafenową płachtę o grubości zwykłej foliowej torebki, spokojnie byłaby ona w stanie znieść ciężar dwutonowego samochodu. To absolutny rekord. Co więcej, dzięki swojej odporności na rozerwanie grafen został właśnie rekordzistą w kolejnej dziedzinie – wykonane z niego płatki o średnicy rzędu mikrometra udało się rozkręcić do 60 milionów rpm. Inny materiał już przy znacznie niższych prędkościach obrotowych uległby działaniu potężnej siły odśrodkowej.

Rekord został ustanowiony przez Bruce’a Kane’a, pracownika University of Maryland. Umieścił on naelektryzowane mikroarkusze grafenu w komorze próżniowej, w której lewitowały sobie w polu elektrycznym. Następnie, za pomocą specjalnej wiązki fal elektromagnetycznych Kane wprawił płatki w ultraszybki ruch obrotowy. Jak dodaje uczony, w eksperymencie nawet nie zbliżył się do maksymalnych przeciążeń, jakie grafen jest w stanie wytrzymać.

Grafenowy panel dotykowy

No dobrze, ale po co rozkręcać takie grafenowe mikrostrzępki? Jak twierdzi Kane na łamach prestiżowego „Physical Review Letters B”, jego metoda może usprawnić badania nad właściwościami mechanicznymi i elektronicznymi tego materiału, a także umożliwić nowe sposoby produkcji i modyfikacji kryształów grafenu oraz manipulowania nimi.