Kể từ khi được phát hiện và đặc biệt là kể từ giải Nobel Vật lý năm 2010, graphene đã được coi là một vật liệu kỳ diệu mới cho các ứng dụng điện tử. Điều này là do nó nhẹ, mạnh, gần như trong suốt, linh hoạt và do đó được coi là một chất thay thế tương đương cho oxit thiếc indium (ITO). Mà một ứng cử viên thay thế đã được tìm kiếm trong một thời gian dài.
Điều này là do tiền gửi indium tự nhiên bị hạn chế nghiêm trọng và sản xuất cũng tương đối tốn kém. Ngoài ra, ITO là một vật liệu tương đối cứng. Với điều này, các ứng dụng điện tử, linh hoạt mới không còn khả thi.
Graphene vượt trội hơn ITO
Graphene sẽ đáp ứng và thậm chí vượt quá mọi mong đợi. Tuy nhiên, việc sản xuất graphene hiệu quả về chi phí vẫn đặt ra một thách thức lớn cho nền kinh tế. Bởi vì graphene không mọc trên cây, cũng không thể đào lên ở đâu đó. Có rất nhiều dự án nghiên cứu trên khắp thế giới và EU hỗ trợ một số trong số đó bằng nguồn tài chính. Nhưng vẫn chưa có quy trình sản xuất công nghiệp nào cho phép sản xuất graphene quy mô lớn, hiệu quả về chi phí.
Chất lượng so với giá cả
Các quy trình trước đây để sản xuất graphene khác nhau rất nhiều về chất lượng hoặc giá cả. Tất nhiên, tùy thuộc vào ứng dụng mong muốn, bạn không phải lúc nào cũng cần chất lượng tốt và do đó có thể thỏa hiệp về giá cả. Tuy nhiên, về lâu dài, điều quan trọng là nền kinh tế phải phát triển một quy trình thống nhất đảm bảo giá sản xuất thấp.
Ví dụ, graphene oxide (GO) tương đối rẻ dưới dạng bột và có thể được sử dụng cho các ứng dụng trong công nghệ sinh học (ví dụ để phân tích DNA). Tuy nhiên, vì các đặc tính điện tử hiện không đủ tốt cho pin, màn hình cảm ứng linh hoạt, pin mặt trời hoặc đèn LED, nên nó sẽ không nằm trong tay tốt như vậy trong các lĩnh vực ứng dụng như vậy.
Sau đó, có graphene cắt bỏ cơ học. Trong đó có chất lượng cao, mảnh nhỏ và có tính chất vật lý tốt nhất. Tuy nhiên, không thể sản xuất diện tích lớn cho các ứng dụng phù hợp với chi phí thấp.
Thủ tục CVD trở nên nổi bật
Một khả năng khác là sản xuất bằng quy trình CVD, cung cấp chất lượng đủ tốt cho hầu hết mọi ứng dụng graphene. Nhưng ở đây cũng vậy, giá cả phụ thuộc vào khối lượng sản xuất được sử dụng và chất nền được sử dụng (ví dụ: chất nền đồng hoặc bạc, v.v.). Tuy nhiên, đã có nhiều phương pháp khác nhau để tổng hợp graphene quy mô lớn. Sự lắng đọng hơi hóa học, mà chúng tôi đã báo cáo trong một bài báo cũ hơn, đã được chứng minh là đầy hứa hẹn cho tương lai.
Kết quả
Chúng tôi tò mò muốn xem quốc gia nào cuối cùng sẽ là quốc gia đầu tiên tạo ra bước đột phá cho một quy trình sản xuất có thể vượt qua. Rốt cuộc, giá graphene vẫn không cao như người ta mong đợi từ một công nghệ trẻ như vậy. Và có rất nhiều hỗ trợ tài chính từ EU để đảm bảo rằng tiến bộ đang được thực hiện nhanh chóng trong lĩnh vực này.
