Partner serwisu

Grafenowa gorączka

Kategoria: Innowacje i nauka

Jak wyprodukować grafen?
W pierwszej kolejności, nasuwa się myśl: jeśli w graficie warstwy grafenu są połączone jedynie słabymi oddziaływaniami van der Waalsa, to najprostszym wyjściem byłoby rozdzielenie tychże warstw. Niektórzy badacze wciąż uzyskują grafen mało wysublimowaną, ale jakże skuteczną metodą: warstwę grafitu przykleja się obustronnie do dwóch kawałków taśmy klejącej, po czym odsuwa się kawałki taśmy od siebie, czemu towarzyszy rozerwanie oddziaływań van der Waalsa. Po wielokrotnym powtórzeniu tej czynności, w efekcie uzyskuje się warstwę grafenową na taśmie klejącej. Rzecz jasna taka metoda jest mało wydajna z punktu widzenia przemysłu wysokich technologii, jednakże jest ona skuteczna.

Grafen można uzyskiwać również dzięki rozwarstwianiu grafitu w fazie ciekłej (metoda LPE). W metodzie tej wytwarza się w początkowym stadium zawiesinę i poddaje się ją obróbce ultradźwiękami. Poza warstwami grafenowymi, metoda ta pozwala również na wytwarzanie nanowstążek o średnicy ok. 10 nm [4].
Z punktu widzenia syntezy przemysłowej, zainteresowanie powinna wzbudzić synteza grafenu oparta o metodę Hummera, w której grafit utleniany jest powierzchniowo w celu wytworzenia grup funkcyjnych na powierzchni (głównie karbonylowych i karboksylowych), zapewniających lepszą rozpuszczalność w cieczach. Niemniej, w syntezie tej istnieje ryzyko związane ze zbyt mocnym utlenieniem grafenu, przez co materiał ten może utracić swoje atrakcyjne właściwości.

Możliwe jest również wytwarzanie warstw grafenowych za pomocą chemicznego osadzania z par (CVD), niemniej często uzyskiwane są zbyt grube warstwy (metoda CVD jest często stosowana do wytwarzania nanorurek węglowych).

* * *
Grafen cechuje szereg właściwości, które predestynują ten materiał do wielu zastosowań, głównie w elektronice i energetyce. Ponadto, dzięki badaniom prowadzonym nad grafenem z pewnością dokona się znaczący postęp w fizyce ciała stałego. Oznacza to odkrywanie nowych zjawisk i w konsekwencji wytwarzanie nowych urządzeń, poprawiających szeroko rozumianą jakość życia. Materiał ten jest kluczem otwierającym drzwi do elektrodynamiki kwantowej, która może zrewolucjonizować życie każdego z nas. Dodatkowo, szereg nowych właściwości i zastosowań jakie oferuje grafen, będzie generował kolejne odkrycia naukowe, które być może zostaną skomercjalizowane. Czy zatem grafen pomoże utworzyć, również w naszym kraju, nowe miejsca pracy? Czy grafen spowoduje rozkwit gospodarki opartej na wiedzy? Czy wkrótce na naszych komputerach domowych będą naklejki z napisem „graphenium inside”? W takim razie, gdzie powstanie pierwsza dolina grafenowa? Powtarzając za laureatami Nagrody Nobla z dziedziny fizyki za rok 2010, można powiedzieć, że „grafenowa gorączka złota właśnie się rozpoczyna” [2].

Literatura
[1]     A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim, The electronic properties of graphene, Reviews of Modern Physics 81 (2009) 109-162
[2]     A.K. Geim, K.S. Novoselov, The rise of graphene, Nature Materials 6 (2007) 183-191
[3]     K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, M.I. Katsnelson, I.V. Grigorieva, S.V. Dubonos, A.A. Firsov, Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene, Nature 438 (2005) 197-200
[4]     F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A.C. Ferrari, Graphene photonics and optoelectronics, Nature Photonics 4 (2010) 611-622
[5]     A.N. Grigorenko, M. Polini, K.S. Novoselov, Graphene plasmonics, Nature Photonics 6 (2012) 749-758
[6]     M.D. Stoller, S. Park, Y. Zhu, J. An, R.S. Ruoff, Graphene-Based Ultracapacitors, Nano Letters 8 (2008) 3498-3502

fot. Maciej Rowiński

Więcej przeczytacie Państwo w magazynie "Chemia Przemysłowa" 4/2013

ZAMKNIJ X
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ