Od czasu jego odkrycia, a zwłaszcza od Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 2010 roku, grafen został uznany za nowy cudowny materiał do zastosowań elektronicznych. Wynika to z faktu, że jest lekki, mocny, prawie przezroczysty, elastyczny i dlatego jest uważany za równoważny substytut tlenku indu cyny (ITO). Dla którego kandydat zastępczy był poszukiwany przez długi czas.
Wynika to z faktu, że naturalne złoża indu są poważnie ograniczone, a produkcja jest również stosunkowo droga. Ponadto ITO jest stosunkowo sztywnym materiałem. Dzięki temu nowe elektroniczne, elastyczne aplikacje nie są już możliwe.
Grafen przewyższa ITO
Grafen spełni, a nawet przekroczy wszelkie oczekiwania. Jednak opłacalna produkcja grafenu nadal stanowi poważne wyzwanie dla gospodarki. Ponieważ grafen nie rośnie na drzewach, ani nie można go gdzieś wykopać. Na całym świecie realizowanych jest wiele projektów badawczych, a UE wspiera niektóre z nich środkami finansowymi. Ale nadal nie ma przemysłowego procesu produkcyjnego, który umożliwiałby opłacalną produkcję grafenu na dużą skalę.
Jakość kontra cena
Poprzednie procesy produkcji grafenu różnią się znacznie jakością lub ceną. Oczywiście, w zależności od pożądanego zastosowania, nie zawsze potrzebujesz dobrej jakości i dlatego możesz pójść na kompromis w kwestii ceny. Niemniej jednak w dłuższej perspektywie ważne jest, aby gospodarka opracowała jednolitą procedurę, która zagwarantuje niską cenę produkcji.
Na przykład tlenek grafenu (GO) jest stosunkowo tani jako proszek i może być stosowany do zastosowań w biotechnologii (np. do analizy DNA). Ponieważ jednak właściwości elektroniczne nie są obecnie wystarczająco dobre dla baterii, elastycznych ekranów dotykowych, ogniw słonecznych lub diod LED, nie byłyby w tak dobrych rękach w takich obszarach zastosowań.
Następnie jest grafen ablowany mechanicznie. Który występuje w wysokiej jakości, małych płatkach i ma najlepsze właściwości fizyczne. Jednak nie jest możliwe wyprodukowanie dużych powierzchni do odpowiednich zastosowań przy niskich kosztach.
Na pierwszy plan wysuwa się procedura CVD
Inną możliwością jest produkcja za pomocą procesu CVD, który zapewnia wystarczająco dobrą jakość dla prawie każdego zastosowania grafenu. Ale i tutaj cena zależy od wielkości produkcji i użytego podłoża (np. podłoże miedziane lub srebro itp.). Istnieją już jednak różne metody syntezy grafenu na dużą skalę. Chemiczne osadzanie z fazy gazowej, o którym pisaliśmy już w starszym artykule, okazało się obiecujące na przyszłość.
Wynik
Jesteśmy ciekawi, który kraj ostatecznie jako pierwszy dokona przełomu w zakresie przejezdnego procesu produkcyjnego. W końcu ceny grafenu wciąż nie są tak wysokie, jak można by oczekiwać od tak młodej technologii. UE udziela dużego wsparcia finansowego, aby zapewnić szybkie postępy w tej dziedzinie.
