Od svého objevu a zejména od roku 2010, kdy mu byla udělena Nobelova cena za fyziku, byl grafen považován za nový zázračný materiál pro elektronické aplikace. Je to proto, že je lehký, silný, téměř průhledný, pružný, a proto je považován za ekvivalentní náhradu oxidu india a cínu (ITO). pro které se dlouho hledal náhradní kandidát.
Je to proto, že přírodní ložiska india jsou značně omezená a produkce je také relativně drahá. ITO je navíc poměrně tuhý materiál. Díky tomu již nejsou možné nové elektronické, flexibilní aplikace.
Grafen překonává ITO
Grafen by splnil a dokonce překonal všechna očekávání. Nákladově efektivní výroba grafenu však stále představuje velkou výzvu pro ekonomiku. Protože grafen neroste na stromech, ani se nedá někde vykopat. Po celém světě existuje řada výzkumných projektů a EU některé z nich podporuje finančními zdroji. Stále však neexistuje žádný průmyslový výrobní proces, který by umožnil nákladově efektivní výrobu grafenu ve velkém měřítku.
Kvalita versus cena
Předchozí procesy výroby grafenu se velmi liší kvalitou nebo cenou. Samozřejmě, v závislosti na požadované aplikaci, nepotřebujete vždy dobrou kvalitu, a proto můžete slevit z ceny. Z dlouhodobého hlediska je však pro hospodářství důležité vypracovat jednotný postup, který zaručí nízkou výrobní cenu.
Například oxid grafenu (GO) je relativně levný jako prášek a může být použit pro aplikace v biotechnologii (např. pro analýzu DNA). Vzhledem k tomu, že elektronické vlastnosti nejsou v současné době dostatečně dobré pro baterie, flexibilní dotykové obrazovky, solární články nebo LED diody, nebylo by v takových oblastech použití v tak dobrých rukou.
Pak je zde mechanicky ablacený grafen. Který je dodáván ve vysoce kvalitních, malých vločkách a má nejlepší fyzikální vlastnosti. Není však možné vyrábět velké plochy pro vhodné aplikace s nízkými náklady.
Do popředí se dostává postup CVD
Další možností je výroba pomocí CVD procesu, který poskytuje dostatečně dobrou kvalitu pro téměř každou aplikaci grafenu. Ale i zde cena závisí na použitém objemu výroby a použitém substrátu (např. měděný substrát nebo stříbro atd.). Existují však již různé metody pro rozsáhlou syntézu grafenu. Chemická depozice par, o které jsme již informovali ve starším článku, se ukázala jako slibná do budoucna.
Výsledek
Jsme zvědaví, která země bude nakonec první, která učiní průlom pro průchodný výrobní proces. Koneckonců, ceny grafenu stále nejsou ani zdaleka tak vysoké, jak by se dalo očekávat od tak mladé technologie. A EU poskytuje velkou finanční podporu, aby se zajistilo, že v této oblasti bude dosaženo rychlého pokroku.
