Dalla sua scoperta e soprattutto dal premio Nobel per la fisica del 2010, il grafene è stato considerato un nuovo materiale miracoloso per applicazioni elettroniche. Questo perché è leggero, resistente, quasi trasparente, flessibile ed è quindi considerato un sostituto equivalente dell'ossido di indio-stagno (ITO). Per il quale è stato cercato un candidato sostitutivo per molto tempo.
Questo perché i depositi naturali di indio sono severamente limitati e la produzione è anche relativamente costosa. Inoltre, ITO è un materiale relativamente rigido. In questo modo, nuove applicazioni elettroniche e flessibili non sono più fattibili.
Il grafene supera l'ITO
Il grafene soddisferebbe e addirittura supererebbe tutte le aspettative. Tuttavia, la produzione economica di grafene rappresenta ancora una grande sfida per l'economia. Perché il grafene non cresce sugli alberi, né può essere dissotterrato da qualche parte. Esistono numerosi progetti di ricerca in tutto il mondo e l'UE sostiene alcuni di essi con risorse finanziarie. Ma non esiste ancora un processo di produzione industriale che consenta una produzione di grafene economica e su larga scala.
Qualità contro prezzo
I precedenti processi per la produzione di grafene differiscono notevolmente in termini di qualità o prezzo. Naturalmente, a seconda dell'applicazione desiderata, non è sempre necessaria una buona qualità e si può quindi scendere a compromessi sul prezzo. Tuttavia, a lungo termine, è importante che l'economia sviluppi una procedura uniforme che garantisca un basso prezzo di produzione.
Ad esempio, l'ossido di grafene (GO) è relativamente economico come polvere e può essere utilizzato per applicazioni in biotecnologia (ad esempio per l'analisi del DNA). Tuttavia, poiché le proprietà elettroniche non sono attualmente abbastanza buone per batterie, touchscreen flessibili, celle solari o LED, non sarebbe in buone mani in tali aree di applicazione.
Poi c'è il grafene ablato meccanicamente. Che è disponibile in piccole scaglie di alta qualità e ha le migliori proprietà fisiche. Tuttavia, non è possibile produrre grandi aree per applicazioni adatte a basso costo.
La procedura CVD viene alla ribalta
Un'altra possibilità è la produzione mediante un processo CVD, che fornisce una qualità sufficientemente buona per quasi tutte le applicazioni di grafene. Ma anche in questo caso, il prezzo dipende dal volume di produzione utilizzato e dal substrato utilizzato (ad es. substrato di rame o argento, ecc.). Tuttavia, esistono già vari metodi per la sintesi su larga scala del grafene. La deposizione chimica da vapore, di cui abbiamo già parlato in un precedente articolo, si è dimostrata promettente per il futuro.
Risultato
Siamo curiosi di vedere quale paese sarà alla fine il primo a fare il passo avanti per un processo di produzione accettabile. Dopotutto, i prezzi del grafene non sono ancora così alti come ci si aspetterebbe da una tecnologia così giovane. E c'è un grande sostegno finanziario da parte dell'UE per garantire che si compiano rapidamente progressi in questo settore.
