Az új struktúra a grafén elektronszerkezetét is torzítja (és ebből adódóan az anyag tulajdonságait is megváltoztatja), a szerkezet és az anyagjellemzők vizsgálata pedig közelebb viheti a kutatókat a közeljövő egyik szuperanyagaként kezelt grafén beható megismeréséhez. A magyar eredményt a tudományág legfontosabb szaklapjának számító Nature Physics következő száma közli – ami azt jelzi, hogy nem „helyi érdekű” szenzációról van szó. Tény, hogy Magyarország az anyagtudományokban, a nanotechnológiában és a grafénkutatásban is rangos műhelyekkel rendelkezik, ugyanakkor ezen a területen az évente megjelenő több ezer komoly szakcikk közül talán csak száz olyan akad, amely valóban új távlatokat nyithat, és az MFA publikációja egyértelműen ezek közé tartozik.

A grafén kifejezetten slágertémának számít a fizikában (2010-ben Nobel-díjat adtak a felfedezéséért), a gyakorlati alkalmazhatóságát célzó kutatások pedig idehaza meglehetősen előrehaladott állapotban vannak. Maga a grafén speciális, egyetlen atomnyi rétegből álló „szuperszén”, amelyben a szénatomok a benzolra emlékeztető, hatszög alakú gyűrűket alkotnak egymás mellett. Ettől az anyag szerkezete úgy fest, mintha egy lépből levágtunk volna egy mindössze egy atom „vastagságú” szeletet. Ez az elképzelhetetlenül vékony lemez eltéphetetlenül erős. Ha pedig megsérül, képes kijavítani a saját rácsszerkezetének hibáit, és van még néhány különleges tulajdonsága: gyakorlatilag átlátszó, kiválóan vezeti az elektromosságot és a hőt.

A grafént grafitból „gyártják” (érdekesség, hogy a grafit az egyik legpuhább szilárd anyag, a grafén pedig – mint fentebb jeleztük – különlegesen nagy szakítószilárdságú). A előállítására többféle eljárás is létezik, ezek közül az MFA-ban dolgozó Tapasztó Levente és munkatársai azt a módszert alkalmazzák, amelyben a grafént egy rézlemezre növesztik. A grafénnak van egy eredendő hullámossága („gyűrtsége”), ahol a struktúra ismétlődő elemei több mint 300 nanométernyi távolságban követik egymást.

A rézben lévő kis árkok (amelyek fölött megváltozik a grafén struktúrája) viszont ennél lényegesen sűrűbb ún. szuperrácsot hoznak létre, amelyben a hullámsűrűség egyrészt tervezhető, másrészt pedig egy nanométernél kisebb. Ez azért izgalmas, mert ilyen kis távolságoknál már megváltozik az anyag és a különféle terek kölcsönhatása, a klasszikus fizika helyett a kvantumfizika törvényei érvényesülnek –vagyis olyan új anyagtulajdonságok tanulmányozására nyílik mód, amelyeket eddig sem mesterségesen előidézni, sem vizsgálni nem lehetett. A grafén az egyik legígéretesebb, igen sokoldalú felhasználást sejtető anyag a világon.

Egyebek között érintőképernyők átlátszó vezetőrétegei, a szilíciumalapú tranzisztoroknál százszor gyorsabb szupertranzisztorok, hatékonyabb napelemek, rendkívül nagy kapacitású szuperkondenzátorok, antibakteriális tulajdonságokkal rendelkező implantátumbevonatok készülhetnek belőle. Ennek azonban az a feltétele, hogy a kívánt célnak megfelelő tulajdonságú és szerkezetű grafénalakzatokat lehessen előállítani, amihez a magyar eredmény (amelynek létrehozásában egy koreai és egy amerikai kutatócsoport is közreműködött) fontos lépés lehet.

Torzul az elektronszerkezet, változnak a tulajdonságok