Grafen – Vi tittar närmare på efterträdaren till Kisel

Många möjligheter

När grundstommen till det vi idag kallar plast upptäcktes i början på 1900-talet hade man ingen aning om hur mycket det skulle komma att användas till. Man hade upptäckt något nytt med stor potential, men som vanligt med allt som är helt nytt inom vetenskapens värld är det ett långt steg från upptäckt till praktisk applikation. Det tar tid innan alla har fått en chans att testa möjligheterna.

Konceptet med plast fanns redan på mitten av 1800-talet, men det misslyckades då och det var först med upptäckterna av polystyren (hårdplast), polyvinylklorid (vinyl) och polyamid (nylon) som man hade riktigt stabila produkter att jobba med. Frågan var vad man skulle göra med den. Det ledde senare till utvecklingen av syntetiskt gummi som även det spelar en stor roll i dagens samhälle.

Den kanske första riktiga storsäljaren bland plastprodukter var nylonstrumpor, vilket var mycket tack vare hysterisk marknadsföring och en hype sällan skådad.

Nylsonstrumpor – en av de första storsäljarna för ”plasttillverkare”

Det där långa steget från upptäckt till verklighet är något som tyvärr har avslutat i stort sett varje populärvetenskaplig artikel jag skrivit på NordicHardware. I grafens fall är det precis så, fast produkten ifråga är kanske av ännu större vikt än när plasten kom. Plast revolutionerade ett samhälle (som inte hade samma miljökrav som idag). Det var lätt, starkt, billigt och enkelt att massproducera.

Plasten vände upp och ner på samhället och ledde till att nya och billiga produkter kunde pumpas ut i en takt som ingen kunnat ana. Det var dessutom nytt och därmed trendigt, och det gjordes ruskigt mycket reklam för det. Plast på den tiden var något positivt. Inte som idag när man grämer sig över ”plastdetaljer” och uttrycket ”plastig känsla” har en stark negativ klang. På den tiden var metall klumpigt och jobbigt, då var plast hett. Det rådde rena plasthetsen i mitten på 1940-talet och det varade ett antal decennier framåt.

Grafen – ersättaren?

Kol i pulverform

Grafen är kol. Det vill säga ett av de grundämnen som vi har extremt god tillgång till på jorden. Det är inga problem för naturen att bryta ner i sin rena form, men likt plast kan det nog bli så att det förekommer i former som är mindre lätta att bryta ner. Grafens elektriska egenskaper är dock unika och extremt lovande.

En kemist eller uppfinnare nöjer sig inte med bara ”lovande” utan kommer att manipulera det på så många sätt som möjligt för att få ut maximal potential. Grafenföreningar kommer därför att komma, och det har redan kommit, fram flera i olika laboratorier som har fungerat väl för sina områden.

High-K Metal Gate-transistor

Kiseltransistorn har ett antal år kvar fortfarande, men grafen har attraherat ett stort intresse från teknikindustrin som en möjlig ersättare i framtiden. Kiseltransistorn genererar en hel del värme, vilket ni säkert märkt, men det är fortfarande den bästa fälteffekttransistor vi har för våra kretsar. Intel, IBM, TSMC, UMC, GlobalFoundries, Toshiba, Samsung, med flera har genom den ena genialiska lösningen efter den andra lyckats pressa kiseltransistorn till nivåer som vi för många år sedan inte trodde var möjligt.

Grafens elektriska egenskaper var början till intresset, men sedan dess har det bara blivit bättre.