Teknologi proses baru mengurangi biaya graphene sebanyak 100 kali

Struktur graphene ideal adalah sel heksagonal eksklusif. Lima dan heptagonal menyebabkan cacat dari berbagai jenis (Sumber: festa / Shutterstock.com) Sebuah

tim ilmuwan dari Universitas Glasgow mengumumkan pengembangan teknologi untuk memproduksi lembaran graphene besar, dengan harga biaya 100 kali lebih rendah daripada proses manufaktur modern lainnya. Metode yang paling umum untuk menghasilkan graphene didasarkan pada deposisi uap kimia (CVD), ketika reagen gas, kondensasi, disimpan pada substrat khusus dan membentuk film graphene.

Para peneliti telah mengembangkan proses serupa yang memungkinkan Anda mendapatkan lembaran graphene berkualitas tinggi dengan cacat minimum pada kertas tembaga biasa. Bahan ini banyak digunakan dan digunakan untuk membuat katoda dalam baterai lithium. Permukaan lembaran tembaga yang sangat halus adalah substrat yang hampir ideal untuk membentuk lembaran graphene.

Para penulis teknologi menemukan bahwa karakteristik transistor yang diproduksi menggunakan graphene yang diperoleh oleh teknologi proses baru lebih baik daripada karakteristik elemen yang sama dengan graphene yang dibuat oleh teknologi proses lama. Ini, khususnya, tentang konduktivitas listrik dan sifat optik.


Proses menumbuhkan lembaran graphene pada permukaan berbagai jenis. a - lembaran tembaga yang digunakan dalam proses pembuatan standar; d - tembaga foil yang digunakan dalam proses pembuatan yang baru. b, gambar e-permukaan dari dua jenis kertas tembaga yang diperoleh dengan menggunakan mikroskop elektron; c, f - "serpihan" graphene pada dua permukaan yang berbeda, gambar diperoleh menggunakan mikroskop elektron. Kepadatan dan bentuk "serpihan" graphene bervariasi.

“Lembaran tembaga yang tersedia yang kami gunakan dalam proses pembuatan kami menelan biaya sekitar $ 1 per meter persegi, sedangkan lembaran khusus tembaga yang digunakan untuk memproduksi graphene menggunakan biaya teknologi lama sekitar $ 115 per meter persegi. Ini adalah bahan yang jauh lebih mahal, yang seringkali membutuhkan persiapan khusus sebelum digunakan, ”kata Dr. Ravinder Dahia, salah satu penulis ide tersebut.


a, b - gambar permukaan foil tembaga ultra-halus yang digunakan dalam teknologi proses baru, sebagian dilapisi dengan "serpihan" graphene. c adalah topografi permukaan lapisan graphene yang diperoleh dari foil tembaga ultra-halus. Gambar yang diambil menggunakan mikroskop elektron

"Teknik kami memungkinkan kami untuk mendapatkan graphene berkualitas tinggi dengan biaya rendah, yang memungkinkan kami untuk mengambil langkah maju dalam hal menciptakan perangkat elektronik baru yang dapat diterapkan di banyak daerah - dari kota pintar hingga layanan kesehatan seluler," lanjut ilmuwan.


a adalah representasi skematis dari transistor graphene. b, c - foto dari transistor graphene, dengan graphene diperoleh oleh teknologi proses baru (b) dan graphene diperoleh oleh teknologi proses lama (c). d, e - grafik yang menunjukkan konduktivitas dari enam transistor yang berbeda, dengan graphene diperoleh dengan metode yang berbeda (d - lembaran tembaga standar, e - smooth), efek lapangan f mobilitas 10 transistor yang berbeda, dengan graphene "biasa" dan graphene dibuat oleh teknologi proses baru.

Menurut ahli, graphene juga dapat digunakan dalam prosthetics, memberikan konduktivitas anggota tubuh buatan. Ini memungkinkan Anda untuk membuat prostesis dengan fungsi sentuhan, yaitu, seseorang dengan protesis semacam itu dapat merasakan sentuhan pada berbagai jenis permukaan.


Respons elektro-optik kapasitor graphene fleksibel, menggunakan graphene "biasa" dan graphene, yang diciptakan oleh teknologi proses baru. Area kapasitor sekitar ~ 400 cm2.

Tentu saja, ada cara lain untuk mendapatkan graphene, beberapa di antaranya sangat tidak biasa. Sebagai contoh, salah satu metode ini adalah menggunakan mixer berkecepatan tinggi dan cairan pencuci piring Peri. Teknologi ini menggunakan blender Kenwood BL370.


Tentu saja, hasilnya adalah serpihan graphene yang terpisah, bukan lembaran, tetapi kesederhanaan metode ini mengejutkan.

Pada Januari tahun ini, metode murah untuk memproduksi graphene kata peneliti Belanda yang dipimpin oleh Zhu Shouenem. Di sini kita berbicara tentang mendapatkan fragmen graphene milimeter. Untuk mendapatkan graphene dengan cara baru, campuran hidrogen, metana dan argon diterapkan pada lembaran tembaga pada suhu 1000 derajat Celcius. Produk reaksi adalah karbon murni satu atom tebal yang menutupi lembaran tembaga.

Source: https://habr.com/ru/post/id386893/