Шаг к промышленному производству графена

В выходной, как всегда ищу что-то оригинальное, новое в технических направлениях сферы энергетики и электроники. И если удается, непременно делюсь с вами уважаемый читатель. В рейтинге новых материалов с уникальными характеристиками одно из первых мест занимает графен. На моей площадке вы могли неоднократно познакомиться с методами получения этого нового материала, но технологии промышленного производства графена еще никто не нашел.

Напомним, графен — это сверхлегкий, прочный и прозрачный материал, обладающий целым рядом уникальных свойств. Он представляет собой форму углерода, кристаллическая решетка которого имеет одноатомную толщину. По структуре графен напоминает миниатюрную "железную сетку" со столь малыми ячейками, что через них не могут просочиться даже одни из самых малых атомов — атомы гелия. Таким образом, сделав в графеновой пленке отверстия заданного размера, можно получить мембрану, эффективно фильтруя только молекулы определенного типа.

Одной из проблем, которая препятствует широкому внедрению использования графена в электронике и других областях, является отсутствие соответствующей технологии, позволяющей производить материал высокой чистоты в промышленных (рулонных) масштабах. Но недавно исследователям из МТИ удалось найти решение данной проблемы. Разработанная ими технология позволяет производить собственные графеновые мембраны установок для опреснения воды, очистка воды от биологических примесей и т. П. А при должной доработке эта технология позволит производить пластины высококачественного графена, из которых будут изготавливаться транзисторы и другие элементы электронных чипов следующих поколений.

Проблемой производства графена является то, что этот материал буквально выращивается при очень особых условиях, и организовать непрерывное производство графеновой ленты шириной, при которой этот материал можно свернуть в рулон, достаточно проблематично. Однако, как уже упоминалось выше, ученые из МТИ разработали технологию и воплотили ее в виде экспериментальной установки, способной производить графеновые ленты, длиной до 10 метров со скоростью 5 сантиметров в секунду.

Для производства графена используется достаточно простой способ осаждения из паровой фазы. Графеновая пленка выращивается на медной фольге, лента последней проходит через две трубы. В первой трубе фольга нагревается до температуры, идеально подходящей для синтеза графена, а среда во второй трубе обеспечивает необходимое соотношение метана и водорода. И когда газовая смесь сталкивается с нагретой медной фольгой, на ее поверхности начинает формироваться графен.

Формирование графена на медной пластине происходит в виде отдельных разрозненных «островков», которые становятся все больше пока не объединятся в одну непрерывную ленту. После выхода слоя фольги и графена из недр реактора, она покрывается полимером, с помощью которого гафеновая пленка отделяется от поверхности фольги, служащий основой графеновой мембраны.

Исследователи проверили графеновые мембраны, используя водные растворы различных солей и других молекул. Эти испытания показали, что графен, изготовленный по новой технологии, ни в чем не уступает графену, полученному с помощью обычных мелкосерийных и лабораторных методов, что дает основание считать это началом его промышленного производства.

Единственным недостатком нового метода является необходимость разделения графена и полимерной основы, за счет которой этот материал можно свернуть в рулон. Но разработать процедуру автоматического разделения слоев не должно создать особых проблем для ученых и это будет сделано в ближайшее время. Источник

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения