20. yuzyıl ve oncesi daha cok keşiflerle gecti yani var olan şeyleri keşfettik. 20. yuzyıl sonrası ise kelimenin tam anlamıyla bir icatlar cağı oldu cunku keşfettiğimiz şeyleri kullanarak yeni şeyler ortaya cıkardık. İşte grafen de bu icatlardan bir tanesi. Aslında bir tur karbon urunu olan grafenin icadı icin uzun yıllardır calışmalar yapılıyordu ancak tam anlamıyla ortaya cıkışı oldukca yakından tarihlidir.
Grafenin bu kadar onemli olmasının nedeni ise neredeyse bildiğimiz her malzemeden daha ince ve daha dayanıklı olmasıdır. Bu nedenle harika malzeme olarak da anılan grafenin neredeyse şeffaf olması ise bazı şupheler doğurdu cunku bu madde icimize girebilir ve ne istenirse onu yapabilir. Gelin işe bilimin penceresinden bakalım ve grafen nedir, ne işe yarar, zararları nelerdir gibi soruların yanıtlarını arayalım.
Once şu malzemeyi bir tanıyalım; Grafen nedir? En temel tanımıyla grafen, kristal karbon atomunun iki boyutlu ve altıgen bicimindeki bir formudur. Bu altıgen yapılar tek başına olabileceği gibi birleşerek bir tur bal peteği gorunumu elde edebilir ve boylece malzeme genişler. Karbon atomunu kurşun kalemdeki grafit ve elmas maddesinden hatırlayabiliriz. İşte grafen, karbon atomunun benzer şekilde sentezlenmiş bir formudur.

Grafen yeni icat edilmiş bir malzeme mi? Aslında Kanadalı bir teorik fizikci olan Phillip Russel Wallace, 1940 ’lı yıllarda tek atomlu bir karbon yapısı geliştirmişti. Fakat teoride kalan bu fikir pek cok bilim insanına uygulanabilir gelmedi. Andre Geim ve Konstantin Novoselov isimli iki fizikci 2004 yılında bu maddeyi sentezlemeyi başardılar ve 2010 yılında Nobel Fizik Odulu ’ne layık gorulduler. İkili, karbon atomlarını bir tur silikon dioksit tabakasına aktararak grafeni izole etmeyi başarmışlardı.
Grafeni benzersiz yapan pek cok ozelliği var: Oncelikle grafen iki boyutlu bir karbon formu, bu nedenle son derece kullanışlı. Neredeyse tamamen şeffaf ve son derece esnek, ustelik iletken. Cok ama cok hafif bir malzeme olan grafenin en dikkat ceken ozelliği ise celikten 200 kat daha guclu olması. Tum bu ozellikleri onu ozellikle teknoloji dunyasında vazgecilmez bir harika malzeme yapmak icin yeter de artar bile.
Grafen nerelerde kullanılır? İşte onumuzdeki yıllarda sık sık gormeyi beklediğimiz grafen kullanım alanları: Guneş enerjisinde yuksek performanslı pillerde Giyilebilir teknoloji bataryalarında Nukleer santrallerde soğutucu olarak Termoelektrik santrallerinde enerji tasarrufu icin Alkol distilasyonu surecinde hızlı damıtma amacıyla Yakıt hucrelerinde performans arttırıcı olarak Kemoterapi ilaclarını hucreye taşımak icin Kanserli hucreleri tespit icin DNA iyileştirmelerinde Anormal hucre tespit ve tedavisinde Diyabet izleme surecinde Diyalizde gecirilen sureyi azaltmada Kemik ve diş implantasyonunda Doku muhendisliğinde UV seviyelerini tespit etmede Beynin elektriksel aktivitelerini tanımada HIV tanısında Farklı tespitler icin biyosensor olarak Bakteri oldurucu madde olarak Bir tur doğum kontrol yontemi olarak Konuşma ve duyma engeli olanlar icin biyo-entegre cihazlarda Vucut taramalarında LED benzeri ışık uretimlerinde Transistor olarak bilgisayar hızlandırmada Su gecirmez urunlerde Giyilebilir elektronik urunlerde Dokunmatik ekranlarda Gelişmiş esnek ekranlarda Sabit disk ve benzeri depolama alanlarında hafıza genişletmek icin Elastik robot parcalarında Super iletken olarak Optik iletişim malzemelerinde Optik sensorlerde Guvenlik sensorlerinde Gıda ambalajlarının hijyeni icin Su arıtma sistemlerinde Tuzdan arındırma sistemlerinde Bitki sensorlerinde Gıda guvenliği onlemlerinde Cok daha dayanıklı ayakkabılarda, kasklarda, giysilerde, spor malzemelerinde ve benzeri urunlerde Daha dayanıklı inşaat malzemeleri icin Tum elektronik urunleri sağlamlaştırma amacıyla Otomotiv başta olmak uzere tum ulaşım araclarını esnek ve guclu yapmak icin Askeri urunlerde Durun durun hemen heyecanlanmayın. Evet, grafen bu listedeki bazı alanlarda coktan kullanılmaya başladı ama pek coğu henuz sadece tasarım aşamasında. Bazı alanlarda grafen kullanım patentleri alındığı biliniyor ancak ozellikle tıp alanındaki kullanımı icin daha uzun yıllar beklemek gerekecek.
Grafen zararları son derece korkutucu olduğu icin hakkında ortaya atılmış pek cok farklı komplo teorisi var: Şu noktaya kadar tum anlattıklarımız grafen hakkında ortaya atılan bilimsel gercekler ya da destekli teoriler olduğu icin acıkcası konu hakkındaki herhangi bir kanıtı olmayan komplo teorilerinden bahsetmeyi uygun bulmuyoruz. Yok dondurmaya koymuşlar, yok aşıyla bize enjekte etmişler, yok hepimizi maymun yapacaklarmış. Sayın okuyucu, şu an boyle iddiaların tek bir ufacık kanıtı bile yok.
Grafenin zararları yok mu, elbette var! Ustelik bazı zararları gercekten de oldurucu olabilir. Sonucta karbon atomundan yani bir kimyasal maddeden bahsediyoruz. Bu tur bir malzemeyi surekli soluduğunuz zaman akciğer kanseri riski kacınılmaz. Surekli teninize değerse cilt hucreleriniz olur. Uretildiği fabrikadan dışarı salınırsa cevredeki doğa tamamen yok olur. Yani evet, grafen gercekten de zararlı bir maddeye donuşebilir.
Tamam işte zararlıymış hadi gidelim grafen fabrikalarını yıkalım diye duşunuyorsanız lutfen sakin olun. Emin olun şu an bu yazıyı okuyor olduğunuz cihazda kullanılan maddelerin buyuk bolumu de benzer etkiler yaratabilir. Fakat bu etkiler yok olsun diye sayısız işlemden geciriliyor. Tek sorun, grafen icin henuz bu kadar işlem geliştirilmedi. Zaten tam da bu yuzden grafen kullanımının yaygınlaşması ancak gelecekte mumkun olacak.
Sonuc: Grafen şeytan mı melek mi?
Oncelikle şunu kabul edelim, grafen muhteşem bir icat. Cok ince, neredeyse şeffaf, iletken ve yetmezmiş gibi inanılmaz guclu. Emin olun muhtemelen canlı canlı şahit olacağımız bir gelecekte grafen kullanılarak uretilmiş eşyaların bırakın hayatımızı kolaylaştırmasını, kelimenin tam anlamıyla hayat kurtardığını goreceğiz.
Grafen harika bir malzeme ama bir mucize mi, tabii ki hayır. Yukarıda saydıklarımızın yanında belki daha keşfedemediğimiz sayısız zararı olabilir. Fakat her şeyin zaten kontrol altına alınmazsa bazı zararları var. Onemli olan, bunların kontrol altına alınabiliyor olması. Ancak emin olun sigara icip, hazır gıdalarla beslenip, hareketsiz yaşayıp, gunde yirmi saat ekrana bakmak her gun bir avuc grafen yemekten daha buyuk zarar veriyor.
Bilim dunyasında harika malzeme olarak adlandırılan grafen nedir, ne işe yarar, zararları nelerdir gibi merak edilen soruları yanıtladık. Tum anlattıklarımız bugun grafen hakkında bilinen bilimsel gerceklerdir. Belki yarın tum bu anlattıklarımız değişecektir ama zaten bilimin guzelliği de bu değil mi?
Kaynaklar: National Library of Medicine, PCC, Nanografi, Graphene Flagship Webtekno'yu Threads'de takip et, haberleri kacırma