La nueva tecnología de proceso reduce el costo de grafeno en 100 veces

La estructura del grafeno ideal son las células exclusivamente hexagonales. Cinco y heptagonal conducen a defectos de diferente naturaleza (Fuente: festa / Shutterstock.com) Un

equipo de científicos de la Universidad de Glasgow anunció el desarrollo de tecnología para producir grandes láminas de grafeno, con un precio de costo 100 veces menor que otros procesos de fabricación modernos. El método más común para producir grafeno se basa en la deposición química de vapor (CVD), cuando los reactivos gaseosos, que se condensan, se depositan en un sustrato especial y forman una película de grafeno.

Los investigadores han desarrollado un proceso similar que le permite obtener láminas de grafeno de alta calidad con un mínimo de defectos en láminas de cobre comunes. Este material se usa ampliamente y se usa para crear cátodos en baterías de litio. La superficie muy lisa de las láminas de cobre es un sustrato casi ideal para formar láminas de grafeno.

Los autores de la tecnología encontraron que las características de los transistores fabricados con grafeno obtenido por la nueva tecnología de proceso son mejores que las características de elementos similares con grafeno fabricado por la tecnología de proceso anterior. Se trata, en particular, de conductividad eléctrica y propiedades ópticas.


El proceso de cultivar láminas de grafeno en superficies de varios tipos. a - láminas de cobre utilizadas en el proceso de fabricación estándar; d - lámina de cobre utilizada en el nuevo proceso de fabricación. b, e - imagen de la superficie de dos tipos de láminas de cobre obtenidas con un microscopio electrónico; c, f - "escamas" de grafeno en dos superficies diferentes, la imagen se obtuvo usando un microscopio electrónico. La densidad y la forma de los "copos" de grafeno varían.

“Las láminas de cobre disponibles que utilizamos en nuestro proceso de fabricación cuestan alrededor de $ 1 por metro cuadrado, mientras que las láminas especiales de cobre utilizadas para producir grafeno usando tecnología antigua cuestan alrededor de $ 115 por metro cuadrado. Este es un material mucho más costoso, que a menudo requiere una preparación especial antes de su uso ", dice el Dr. Ravinder Dahia, uno de los autores de la idea.


a, b: imágenes de la superficie de una lámina de cobre ultra suave utilizada en la nueva tecnología de proceso, parcialmente recubierta con “escamas” de grafeno. c es la topografía de la superficie de la capa de grafeno obtenida en una lámina de cobre ultra suave. Imágenes tomadas con un microscopio electrónico.

"Nuestra técnica nos permite obtener grafeno de alta calidad a bajo costo, lo que nos permite dar un paso adelante en términos de crear nuevos dispositivos electrónicos que se puedan utilizar en muchas áreas, desde ciudades inteligentes hasta servicios de salud móviles", continuó el científico.


a es una representación esquemática de un transistor de grafeno. b, c - fotografías de transistores de grafeno, con grafeno obtenido por la nueva tecnología de proceso (b) y grafeno obtenido por la antigua tecnología de proceso (c). d, e - gráficos que muestran la conductividad de seis transistores diferentes, con grafeno obtenido por diferentes métodos (d - láminas de cobre estándar, e - liso), efecto de campo f de la movilidad de 10 transistores diferentes, con grafeno y grafeno "ordinarios" hechos por Nueva tecnología de procesos.

Según el experto, el grafeno también se puede utilizar en prótesis, proporcionando la conductividad de las extremidades artificiales. Esto le permite crear prótesis con la función del tacto, es decir, una persona con tal prótesis puede sentir el tacto en diferentes tipos de superficies.


Respuesta electroóptica de condensadores de grafeno flexibles, utilizando grafeno y grafeno "ordinarios", creados por una nueva tecnología de proceso. El área del condensador es de aproximadamente ~ 400 cm2.

Por supuesto, hay otras formas de obtener grafeno, algunas de las cuales son bastante inusuales. Por ejemplo, uno de estos métodos es usar un mezclador de alta velocidad y un líquido para lavar platos Fairy. Esta tecnología utiliza una licuadora Kenwood BL370.


Por supuesto, el resultado son copos de grafeno separados, no láminas, pero la simplicidad del método es sorprendente.

En enero de este año, un método económico para producir grafeno dijo investigadores holandeses dirigidos por Zhu Shouenem. Aquí estamos hablando de obtener fragmentos milimétricos de grafeno. Para obtener grafeno de una manera nueva, se aplica una mezcla de hidrógeno, metano y argón a una lámina de cobre a una temperatura de 1000 grados centígrados. El producto de reacción es carbono puro de un átomo de espesor que cubre una lámina de cobre.

Source: https://habr.com/ru/post/es386893/