Επτά χρόνια έχουν περάσει αφότου ανακαλύφθηκε ότι ο άνθρακας- το υπόβαθρο στο οποίο χτίζεται η ζωή στη Γη- μπορεί να διατάξει τα άτομά του σε «κοτετσόσυρμα» και να μας δώσει τους θαυμαστών ιδιοτήτων νανοσωλήνες άνθρακα. Τρία χρόνια μετά, το 1993, το Νομπέλ Χημείας δόθηκε στην ανακάλυψη της φουλερίνης, της σφαιρικής διάταξης αυτού του πλέγματος, που παρατάσσει τα άτομα εν είδει μπάλας ποδοσφαίρου σε 20 εξάγωνα και 12 πεντάγωνα. (Ποιος θυμάται ακόμη τα ιδανικά στερεά του Πλάτωνα…) Και εφέτος, με ένα αξιοσημείωτο άλμα μετάβασης από τη χημεία στη φυσική, το Νομπέλ Φυσικής 2010 δόθηκε σε δύο ρώσους ερευνητές για την ανακάλυψη τις πιο λιτής μεμβράνης άνθρακα: του «μαγικού» γραφένιου.

Ολα άρχισαν το 1947, όταν ο Βρετανός Ρhilip R. Wallace θέλησε να αναλύσει τις ηλεκτρικές ιδιότητες του γραφίτη. Γρήγορα κατέληξε ότι το υλικό αυτό, που όλοι έχουμε στα μολύβια μας, απαρτίζεται από λεπτές στρώσεις μιας πολύ απλούστερης ουσίας, που όμως δεν μπορούσε να απομονώσει. Η εν λόγω ουσία βαπτίστηκε «γραφένιο» (graphene) μόλις τo 1987, όταν πλέον οι περισσότεροι ερευνητές της έτειναν να πιστέψουν ότι είναι τόσο ασταθής ώστε ποτέ να μην τη δουν στην πράξη.

Η κατάσταση άλλαξε άρδην το 2002: ένας ρώσος καθηγητής Φυσικής, ο Αντρέ Γκέιμ, είχε «μετεγγραφεί» στο βρετανικό Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ την προηγούμενη χρονιά, από το ολλανδικό Πανεπιστήμιο Radboud του Ναϊμέγκεν. Μαζί του έφερε έναν διδακτορικό φοιτητή του, τον συμπατριώτη του Κόστια Νοβοσέλοφ, τον οποίο και έχρισε υπεύθυνο του εργαστηρίου του. Μεταξύ των ερευνητικών θεμάτων που μοίρασαν στους φοιτητές τους ήταν και η προσπάθεια απομόνωσης του γραφενίου. Ο φοιτητής που την ανέλαβε απέτυχε, όπως τόσοι άλλοι πριν από αυτόν. Ομως ο Νοβοσέλοφ έτυχε να προσέξει το πώς ετοίμαζε ένας άλλος ερευνητής τα δείγματα

Γραφική αναπαράσταση του πλέγματος ατόμων άνθρακα, της πιο «μαγικής ουσίας»: του γραφένιου. Ο Κόστια Νοβοσέλοφ (δεξιά) είχε τη δική του στιγμή «εύρηκα» όταν τύλιξε με σελοτέιπ τη μύτη ενός κοινού μολυβιού

που θα ανέλυε σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο: Τα συγκρατούσε με μια απλή ταινία σελοτέιπ. Μήπως; Ετρεξε στο γραφείο του, τύλιξε με σελοτέιπ μια μύτη μολυβιού και την έτριψε ελαφρά. Κοίταξε, αλλά δεν είδε τίποτε. Ξανακοίταξε μέσα από το μικροσκόπιο και… τρελάθηκε: Ατομικές στιβάδες άνθρακα υπήρχαν εκεί! Επειτα, δίπλωσε το σελοτέιπ στα δύο, το ξαναξεκόλλη σε και ξανακοίταξε στο μικροσκόπιο: Οι στιβάδες είχαν διαχωριστεί, και στην κάθε μεριά του σελοτέιπ υπήρχε μία μόνο επιφάνεια ατόμων άνθρακα- το ως τότε «άπιαστο» γραφένιο!

Η όλη διαδικασία ακούγεται άκρως ερασιτεχνική κι ακόμη δεν διαφαίνεται το γιατί αξίζει ένα Νομπέλ. Ομως, επί ενάμιση χρόνο μετά την ανακάλυψη αυτή, ο Νοβοσέλοφ και ο Γκέιμ πειραματίστηκαν αδιάκοπα με το ατομικό τους «κοτετσόσυρμα» και διαπίστωσαν ότι είχε ιδιότητες ασύλληπτες: Αυτή η διαφανής μεμβράνη ήταν ταυτόχρονα το ελαφρύτερο και το σκληρότερο υλικό του πλανήτη, ενώ παράλληλα παρουσίαζε ελάχιστη αντίσταση στη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος. Αν μη τι άλλο, θα μπορούσε να γίνει το πυρίτιο των κυκλωμάτων του μέλλοντος!

Οι δύο ερευνητές μάζεψαν τα στοιχεία τους και υπέβαλαν την εργασία τους στο περιοδικό Νature, το 2003. Τους την απέρριψε! Την έδωσαν στο περιοδικό Science, το οποίο τη δημοσίευσε τον Οκτώβριο του 2004 υπό τον τίτλο «Εlectric field effect in thin carbon films» και… από τότε έως σήμερα έχει γίνει η εργασία με τις περισσότερες αναφορές! Το 2005 επανέκαμψαν θριαμβευτικά στο Νature, με την ακόμη πιο εκτεταμένη εργασία τους «Τwo-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene». Επακολούθησε μια «τρέλα χρυσού» για το γραφένιο που δεν λέει να καταλαγιάσει. Χαρακτηριστικά, τον Μάρτιο του 2008, σουηδοί και αμερικανοί ερευνητές παρουσίασαν έναν νέο τύπο φωτοδιόδου, ονόματι «οργανικό ηλεκτροχημικό κύτταρο εκπομπής φωτός» (LΕC), κατά πολύ φθηνότερο από τις οργανικές φωτοδιόδους ΟLΕD και πλήρως ανακυκλώσιμο, φτιαγμένο από γραφένιο. Και, τον Φεβρουάριο του 2010, η ΙΒΜ ανήγγειλε στο Science ότι χρησιμοποιώντας γραφένιο κατασκεύασε τρανζίστορ τύπου FΕΤ που θα κάνει εφικτούς επεξεργαστές υπολογιστών με συχνότητα λειτουργίας 100 GΗz (50 φορές ταχύτερο από αυτόν που ίσως έχετε).