Inžinieriai atrado naują būdą, kaip gaminti „stebuklingą medžiagą“ grafeną, kuris pagaliau leistų maksimaliai išnaudoti savo potencialą.

Kai 2004 m. ji buvo atrasta sukuriant vieną anglies atomų sluoksnį, mokslininkai ją gyrė kaip potencialią revoliuciją. Jis toks laidus ir toks galingas, kad ekspertai teigia, kad gali pakeisti viską nuo energijos kaupimo iki medicinos prietaisų ir asmeninės elektronikos.

Tačiau šis potencialas niekada nebuvo iki galo išnaudotas. Taip yra iš dalies todėl, kad sunku pagaminti švariai ir dideliu mastu.

Viena iš problemų yra ta, kad sunku padaryti jį švariai ir be priemaišų. Tačiau mokslininkai teigia, kad naujasis procesas leidžia grafeną gaminti švariai ir redukuojamu būdu.

Jie tai padarė siekdami išsiaiškinti, kad grafeno kokybė yra susijusi su deguonimi. Jei aplink yra net nedidelė deguonies dalis, tai labai paveikia grafeno augimo greitį ir reiškia, kad jo gali būti neįmanoma panaudoti.

„Mes parodėme, kad beveik viso deguonies pašalinimas iš augimo proceso yra labai svarbus norint pasiekti aukštos kokybės, atkuriamą CVD grafeno sintezę”, – sakė vadovaujantis mokslininkas Jamesas Hohnas iš Kolumbijos universiteto. „Tai yra žingsnis siekiant didelio masto grafeno gamybos.”

Inžinieriai tradiciškai gamino grafeną dviem būdais. Pirmasis naudoja lipnią juostą, kad nuluptų sluoksnius nuo grafito gabalo, kol jis bus pakankamai plonas, kad būtų galima naudoti kaip grafeną, todėl gaunami švarūs pavyzdžiai, bet nedideliu mastu, todėl jų neįmanoma naudoti pramoniniu būdu.

Kitas leidžia gaminti daugiau ir yra žinomas kaip CVD augimas. Tai apima anglies turinčių dujų, pvz., metano, praleidimą per vario paviršių neįtikėtinai aukštoje temperatūroje, dėl ko metanas suyra ir verčia anglies atomus persitvarkyti grafeno sluoksnyje.

Tai leidžia jiems pasiekti metrų dydį. Tačiau jie taip pat patyrė problemų dėl patikimos kokybės.

Tyrėjai jau nustatė, kad bet koks deguonis šiame procese jį sulėtintų arba net išgraviruotų grafeną. Nuo tada inžinieriai bandė sukurti naujas sistemas, kurios galėtų kontroliuoti deguonį ir neleisti jam pakenkti procesui.

Dabar mokslininkai teigia, kad jie labai pagerino šį procesą, todėl grafenas auga greičiau ir patikimiau. Jie nustatė, kad pagamintas grafenas taip pat pasižymėjo visomis būtinomis elgsenomis, kurios leistų jį naudoti dideliu mastu.

Apie šį darbą pranešama naujame žurnale paskelbtame dokumente, pavadintame „Atkuriama grafeno sintezė naudojant bedeguonį cheminį garų nusodinimą“. gamta.