Siden oppdagelsen og spesielt siden Nobelprisen i fysikk i 2010, har grafen blitt ansett som et nytt vidundermateriale for elektroniske applikasjoner. Dette er fordi det er lett, sterkt, nesten gjennomsiktig, fleksibelt og derfor betraktes som en ekvivalent erstatning for indiumtinnoksid (ITO). Som en erstatningskandidat har vært søkt etter i lang tid.
Dette skyldes at naturlige indiumforekomster er sterkt begrenset og produksjonen også er relativt kostbar. I tillegg er ITO et relativt stivt materiale. Med dette er nye elektroniske, fleksible applikasjoner ikke lenger mulig.
Grafén utkonkurrerer ITO
Grafén ville møte og til og med overgå alle forventninger. Den kostnadseffektive produksjonen av grafén utgjør imidlertid fortsatt en stor utfordring for økonomien. Fordi grafén ikke vokser på trær, og det kan heller ikke graves opp et sted. Det er mange forskningsprosjekter rundt om i verden, og EU støtter noen av dem med økonomiske ressurser. Men det er fortsatt ingen industriell produksjonsprosess som muliggjør kostnadseffektiv, storskala grafenproduksjon.
Kvalitet versus pris
De tidligere prosessene for grafenproduksjon varierer sterkt i kvalitet eller pris. Avhengig av ønsket applikasjon trenger du selvfølgelig ikke alltid god kvalitet og kan derfor gå på akkord med pris. På lang sikt er det likevel viktig for økonomien å utvikle en enhetlig prosedyre som garanterer en lav produksjonspris.
For eksempel er grafenoksid (GO) relativt billig som pulver og kan brukes til applikasjoner innen bioteknologi (f.eks. for DNA-analyse). Men siden de elektroniske egenskapene i dag ikke er gode nok for batterier, fleksible berøringsskjermer, solceller eller lysdioder, ville det ikke være i så gode hender i slike bruksområder.
Så er det mekanisk ablert grafén. Som kommer i høy kvalitet, små flak og har de beste fysiske egenskapene. Det er imidlertid ikke mulig å produsere store områder for egnede applikasjoner til lave kostnader.
CVD-prosedyren kommer i forkant
En annen mulighet er produksjon ved hjelp av en CVD-prosess, som gir en tilstrekkelig god kvalitet for nesten alle grafenapplikasjoner. Men også her avhenger prisen av produksjonsvolumet som brukes og substratet som brukes (f.eks. kobbersubstrat eller sølv osv.). Imidlertid er det allerede forskjellige metoder for storskala syntese av grafen. Kjemisk dampavsetning, som vi allerede har rapportert om i en eldre artikkel, har vist seg å være lovende for fremtiden.
Resultat
Vi er nysgjerrige på å se hvilket land som til slutt vil være det første som gjør gjennombruddet for en farbar produksjonsprosess. Tross alt er grafénprisene fortsatt ikke i nærheten av så høye som man forventer av en så ung teknologi. Og det er mye økonomisk støtte fra EU for å sikre at det gjøres raske fremskritt på dette området.
