Kvalitní grafen lze vytvořit na vyleštěné měděné fólii

Vědci z University of Pennsylvania přišli s novou metodou výroby grafenu, která slibuje ekonomicky efektivní a průmyslově použitelný postup. Pokud se tyto naděje potvrdí, znamenalo by to další krok na cestě k uhlíkové elektronice.


Vyvíjená technologie v tuto chvíli umožňuje pokrýt perfektně vodivou jednoatomární vrstvou vysoce kvalitního grafenu asi 95 % podkladové plochy (což by pro komerční aplikace bylo samozřejmě ještě třeba zvýšit).
Masově produkovaný grafen by kromě výkonnějších počítačů (elektroniky, baterií...) mohl umožnit také výrobu efektivnějších solárních článků. Nasazení grafenu je ale v současnosti omezeno kvůli komplikovaným a drahým výrobním procesům, jimiž se navíc ne vždy podaří získat grafen dostatečné kvality/požadovaných vlastností.
V současnosti často používanou metodou výroby je tzv. CVD (chemical vapor deposition), kdy se horké metanové páry ženou nad kovovými povrchy. Na kovu se pak vytvoří tenký grafenový film. Problém je, že postup je třeba provádět při velmi nízkých tlacích blížících se vakuu; jinak se uhlíku usadí příliš mnoho a namísto jednoatomární vrstvy vzniknou žmolky klasického grafitu – tuhy.  Vědci z University of Pennsylvania metodu zlepšili tak, aby nevyžadovala vakuum; namísto toho stačí použít dostatečně hladký kovový povrch (právě nerovnosti totiž způsobují usazování nepravidelných chuchvalců). Možnost provádět postup při atmosferickém tlaku vše samozřejmě značně zlevní. Namísto vakuové komory mohou být destičky s usazeným grafenem součástí výrobní linky, která umožní grafen rovnou dále zpracovávat.
Jako podkladový kov byla použita měď. Měděné plátky vyhlazené na míru jsou také dost nákladné, ale vědci si pomohli i zde: běžnou fólii „vyleštili" pomocí elektrolýzy. Tato část postupu je rovněž již standardizovaná, používá se třeba pro čištění stříbra nebo závěrečné úpravy při výrobě chirurgických nástrojů. Měděná fólie pak byla dostatečně hladká, aby grafenový film bez kazu pokryl 95 % jejího povrchu.
Výzkumný tým vedl profesor fyziky A. T. Charlie Johnson a článek o nové technologii byl publikován v časopisu Chemistry of Materials.

Zdroj: Eurekalert, University of Pennsylvania











Komentáře