الجرافين عبارة عن طبقة ذرية واحدة من ذرات الكربون مرتبة في شبكة سداسية ثنائية الأبعاد. تم عزله لأول مرة في 2004 ومنذ ذلك الحين استحوذت على الباحثين والصناعات بسبب قوتها الاستثنائية, المرونة, والموصلية.
تشمل طرق الإنتاج التقشير الميكانيكي, ترسيب البخار الكيميائي (الأمراض القلبية الوعائية), والاختزال الكيميائي لأكسيد الجرافين. كل طريقة لها مزاياها وقيودها, تؤثر على الجودة, مقاس, وتكلفة صفائح الجرافين المنتجة.
بينما يبدو أن الجرافين النقي غير سام نسبيًا, تنشأ المخاوف عندما يتعلق الأمر بحواف صفائح الجرافين وجزيئات أكسيد الجرافين الأصغر, والتي قد تشكل مخاطر صحية في حالة استنشاقها. تهدف الأبحاث الجارية إلى توضيح الآثار الصحية طويلة المدى للتعرض للجرافين.
نعم, وقد مكنت التطورات في الأمراض القلبية الوعائية وغيرها من التقنيات من إنتاج الجرافين على نطاق أوسع. لكن, إنتاج عالية الجودة, لا يزال الجرافين ذو المساحة الكبيرة يمثل تحديًا دائمًا.
يختلف سعر الجرافين بشكل كبير حسب طريقة الإنتاج والجودة. مع تحسن تقنيات الإنتاج وزيادة الحجم, ومن المتوقع أن تنخفض التكلفة, مما يجعل الجرافين أكثر سهولة للتطبيقات واسعة النطاق.
في شكله النقي, الجرافين ليس مغناطيسيا. لكن, عن طريق المنشطات أو القرب من المواد المغناطيسية, يمكن أن يظهر الجرافين سلوكًا مغناطيسيًا, فتح الإمكانيات في مجال الإلكترونيات السبينية والتطبيقات المغناطيسية الأخرى.
Airgel هو خفيف للغاية, مادة صلبة مسامية تتكون من شبكة من الجزيئات الصلبة المتصلة في مصفوفة ثلاثية الأبعاد مع الهواء الذي يملأ الفراغات. تم إنشاؤه لأول مرة في 1931 وغالبا ما يوصف بأنه "الدخان المجمد" بسبب مظهره الأثيري.
تتميز Aerogels بكثافتها المنخفضة, مسامية عالية, خصائص العزل الحراري والصوتي ممتازة, الشفافية البصرية, ومتغير مسعور. هذه الميزات تجعل الإيروجيل مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات.
يستخدم الإيروجيل في عزل المباني, هندسة الطيران, تنظيف تسرب النفط, الحفز, ملابس, المعدات العسكرية, والإلكترونيات, من بين المجالات الأخرى. تسمح خصائصها الفريدة بتقديم حلول مبتكرة في المجالات التي تتطلب مواد خفيفة الوزن وفعالة.
يمكن أن تختلف تكلفة الإيروجيل بشكل كبير حسب النوع, مقاس, والكمية. بينما في البداية مكلفة للغاية, التقدم في التصنيع يؤدي إلى خفض التكاليف, جعل الإيروجيل أكثر جدوى اقتصاديًا للاستخدام التجاري.
تمثل إعادة تدوير الإيروجيل تحديات تقنية بسبب بنيتها المعقدة. لكن, تبذل الجهود لتطوير طرق إعادة التدوير لتقليل النفايات وتحسين الاستدامة في استخدام الإيروجيل.
في حين تعتبر الإيروجيل آمنة بشكل عام, وينبغي اتخاذ الاحتياطات اللازمة أثناء المناولة لتجنب استنشاق الغبار, والتي يمكن أن تسبب مشاكل في الجهاز التنفسي. يوصى باستخدام بروتوكولات السلامة المناسبة عند العمل مع الإيروجيل.