منذ اكتشافه وخاصة منذ جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2010 ، اعتبر الجرافين مادة عجيبة جديدة للتطبيقات الإلكترونية. هذا لأنه خفيف وقوي وشفاف تقريبا ومرن وبالتالي يعتبر بديلا مكافئا لأكسيد القصدير الإنديوم (ITO). التي تم البحث عن مرشح بديل لها لفترة طويلة.
وذلك لأن رواسب الإنديوم الطبيعية محدودة للغاية والإنتاج مكلف نسبيا أيضا. بالإضافة إلى ذلك ، ITO هي مادة صلبة نسبيا. مع هذا ، لم تعد التطبيقات الإلكترونية المرنة الجديدة ممكنة.
يتفوق الجرافين على ITO
سوف يلبي الجرافين بل ويتجاوز كل التوقعات. ومع ذلك ، لا يزال إنتاج الجرافين الفعال من حيث التكلفة يشكل تحديا كبيرا للاقتصاد. لأن الجرافين لا ينمو على الأشجار ، ولا يمكن حفره في مكان ما. هناك العديد من المشاريع البحثية في جميع أنحاء العالم ويدعم الاتحاد الأوروبي بعضها بالموارد المالية. ولكن لا توجد حتى الآن عملية تصنيع صناعية تمكن من إنتاج الجرافين على نطاق واسع وفعال من حيث التكلفة.
الجودة مقابل السعر
تختلف العمليات السابقة لإنتاج الجرافين اختلافا كبيرا في الجودة أو السعر. بالطبع ، اعتمادا على التطبيق المطلوب ، لا تحتاج دائما إلى جودة جيدة وبالتالي يمكنك التنازل عن السعر. ومع ذلك ، على المدى الطويل ، من المهم للاقتصاد تطوير إجراء موحد يضمن انخفاض سعر الإنتاج.
على سبيل المثال ، أكسيد الجرافين (GO) رخيص نسبيا كمسحوق ويمكن استخدامه للتطبيقات في التكنولوجيا الحيوية (على سبيل المثال لتحليل الحمض النووي). ومع ذلك ، نظرا لأن الخصائص الإلكترونية ليست جيدة حاليا بما يكفي للبطاريات أو شاشات اللمس المرنة أو الخلايا الشمسية أو مصابيح LED ، فلن تكون في أيد أمينة في مجالات التطبيق هذه.
ثم هناك الجرافين المستأصل ميكانيكيا. والذي يأتي في رقائق صغيرة عالية الجودة وله أفضل الخصائص الفيزيائية. ومع ذلك ، لا يمكن إنتاج مساحات كبيرة للتطبيقات المناسبة بتكلفة منخفضة.
يأتي إجراء الأمراض القلبية الوعائية في المقدمة
الاحتمال الآخر هو الإنتاج عن طريق عملية الأمراض القلبية الوعائية ، والتي توفر نوعية جيدة بما فيه الكفاية لكل تطبيق الجرافين تقريبا. ولكن هنا أيضا ، يعتمد السعر على حجم الإنتاج المستخدم والركيزة المستخدمة (مثل الركيزة النحاسية أو الفضة ، وما إلى ذلك). ومع ذلك ، هناك بالفعل طرق مختلفة لتوليف الجرافين على نطاق واسع. أثبت ترسب البخار الكيميائي ، الذي أبلغنا عنه بالفعل في مقال قديم ، أنه واعد للمستقبل.
نتيجة
نحن فضوليون لمعرفة أي بلد سيكون في النهاية أول من يحقق اختراقا لعملية تصنيع مقبولة. بعد كل شيء ، لا تزال أسعار الجرافين بعيدة كل البعد عن الارتفاع الذي يتوقعه المرء من مثل هذه التكنولوجيا الفتية. وهناك الكثير من الدعم المالي من الاتحاد الأوروبي لضمان إحراز تقدم سريع في هذا المجال.
