Sedan upptäckten och särskilt sedan Nobelpriset i fysik 2010 har grafen ansetts vara ett nytt undermaterial för elektroniska tillämpningar. Detta beror på att den är lätt, stark, nästan transparent, flexibel och därför betraktas som ett likvärdigt substitut för indiumtennoxid (ITO). för vilken en ersättare har sökts under lång tid.
Detta beror på att naturliga indiumavlagringar är starkt begränsade och produktionen är också relativt dyr. Dessutom är ITO ett relativt styvt material. Med detta är nya elektroniska, flexibla applikationer inte längre möjliga.
Grafen överträffar ITO
Grafen skulle uppfylla och till och med överträffa alla förväntningar. Den kostnadseffektiva produktionen av grafen utgör dock fortfarande en stor utmaning för ekonomin. Eftersom grafen inte växer på träd och inte heller kan grävas upp någonstans. Det finns många forskningsprojekt runt om i världen och EU stöder några av dem med ekonomiska resurser. Men det finns fortfarande ingen industriell tillverkningsprocess som möjliggör kostnadseffektiv och storskalig grafenproduktion.
Kvalitet kontra pris
De tidigare processerna för grafenproduktion skiljer sig mycket åt i kvalitet eller pris. Naturligtvis, beroende på önskad applikation, behöver du inte alltid god kvalitet och kan därför kompromissa med priset. På lång sikt är det dock viktigt för ekonomin att utveckla ett enhetligt förfarande som garanterar ett lågt produktionspris.
Till exempel är grafenoxid (GO) relativt billigt som pulver och kan användas för tillämpningar inom bioteknik (t.ex. för DNA-analys). Men eftersom de elektroniska egenskaperna idag inte är tillräckligt bra för batterier, flexibla pekskärmar, solceller eller lysdioder skulle det inte vara i så goda händer inom sådana användningsområden.
Sedan finns det mekaniskt ablerat grafen. Som kommer i högkvalitativa, små flingor och har de bästa fysiska egenskaperna. Det är dock inte möjligt att producera stora ytor för lämpliga applikationer till låg kostnad.
CVD-proceduren kommer fram
En annan möjlighet är produktion med hjälp av en CVD-process, vilket ger en tillräckligt god kvalitet för nästan alla grafenapplikationer. Men även här beror priset på den produktionsvolym som används och det substrat som används (t.ex. kopparsubstrat eller silver etc.). Det finns emellertid redan olika metoder för storskalig syntes av grafen. Kemisk förångningsdeposition, som vi redan har rapporterat om i en äldre artikel, har visat sig vara lovande för framtiden.
Resultat
Vi är nyfikna på att se vilket land som i slutändan kommer att bli det första som gör genombrottet för en acceptabel tillverkningsprocess. När allt kommer omkring är grafenpriserna fortfarande inte så höga som man kan förvänta sig av en så ung teknik. Och det finns mycket ekonomiskt stöd från EU för att se till att framsteg görs snabbt på detta område.
