Wir haben schon öfter darüber berichtet, dass Graphen zu den härtesten und belastbarsten Materialien der Welt gehört. Graphen ist ein chemischer Verwandter von Diamanten, Kohle oder dem Grafit von Bleistiftminen - nur besser.
Es wird von manchen Leuten auch als "Wundermaterial" bezeichnet, denn mit nur einer Atomschicht ist es eines der dünnsten Materialien im Universum – weniger als einen Millionstel Millimeter dick. Es hat aufgrund seiner vielen Vorteile ein enormes wirtschaftliches Potenzial und könnte in Zukunft für die Herstellung von Solarzellen, Displays und Mikrochips eingesetzt werden.
So könnte Graphene statt den heute verwendeten Indium-basierten Materialien Flüssigkristallanzeigen (LCDs) revolutionieren, die in Flachbildschirmen, Monitoren und Handys verwendet werden.
Es gibt verschiedene Arten von Graphene, die auch verschiedene Herstellungstechniken benötigen. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen kurz die verschiedenen Graphene-Typen vor.
Monolayer Graphene
Beim Monolayer (einlagigen) Graphen handelt es sich um die reinste Form von Graphene. Es besteht aus einem 2D hexagonalen Gitter von Kohlenstoffatomen.
Few-layer Graphene (FLG) oder Multi-layer Graphene (MLG)
Hierbei handelt es sich einfach um mehrere Lagen von Graphenschichten. Je mehr Lagen Graphen existieren, umso mehr nimmt die Wärmeleitfähigkeit ab. MLG eignet sich als Verbundmaterial und als mechanische Verstärkung.
Graphene Oxide (GO)
Graphenoxid wird aus Graphitpulver durch ein modifiziertes Hummers-Verfahren synthetisiert. Es eigent sich besonders für den Einsatz in flexibler Elektronik, Flüssigkristall-Geräte, chemischen Sensoren und als Indium-Zinn-Oxid-Ersatz vor allem für Touchscreen Geräte.
Reduced Graphene Oxide (rGO)
Reduziertes Graphenoxid (rGO) ist ideal für leitfähige Tinten geeignet. Es wird ähnlich wie Graphenoxid hergestellt.
Graphite Oxide
Graphitoxid ist ein Vorläufer von Graphenoxid (GO). Es wurde früher auch Graphitsäure genannt. Es kann aus Graphit unter Einwirkung starker Oxidantien gewonnen werden. In den 2000er Jahren wurde Graphitoxid als mögliche Vorstufe für die Herstellung von Graphene interessant.
Graphite Nanoplatelets, Graphite Nanosheets, Graphite Nanoflakes
Bei Graphitnanoplättchen, Graphit-Nanoschichten und Graphit-Nanoflocken handelt es sich um 2D-Graphitmaterialien mit einer Dicke und / oder Querabmessung von weniger als 100 Nanometer. Sie sind hervorragend für elektrisch leitfähige Verbundwerkstoffe geeignet.
Herstellungsmethoden
Aufgrund des schnell angestiegenen Interesse an Graphen hat die Entwicklung eine ganzen Reihe unterschiedlicher Herstellungsmethoden hervorgebracht. Zu den wichtigsten Syntheseverfahren von Graphene zählen:
- Reduktion von Graphenoxid
- Chemisches und Mechanisches Exfolieren
- Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
- Epitaktisches Wachstum auf Siliziumcarbid
