Inžinieri objavili nový spôsob výroby „zázračného materiálu“ grafénu, ktorý by mu mohol konečne umožniť maximálne využiť jeho potenciál.

Keď bol objavený vytvorením jednej vrstvy uhlíkových atómov v roku 2004, vedci tento materiál privítali ako potenciálnu revolúciu. Je taký vodivý a taký výkonný, že podľa odborníkov dokáže premeniť všetko od skladovania energie až po lekárske prístroje a osobnú elektroniku.

Tento potenciál však nebol nikdy plne využitý. Je to čiastočne preto, že je ťažké vyrobiť ho čisto a vo veľkom meradle.

Jedným z problémov je, že je ťažké ho vyrobiť čisto a bez nečistôt. Výskumníci však tvrdia, že nový proces umožňuje vyrábať grafén čistým a redukovateľným spôsobom.

Urobili to tým, že zistili, že kvalita grafénu súvisí s kyslíkom. Ak je v okolí čo i len malý zlomok kyslíka, výrazne to ovplyvňuje rýchlosť rastu grafénu a znamená to, že ho možno nebude možné použiť.

„Ukázali sme, že odstránenie takmer všetkého kyslíka z procesu rastu je kľúčom k dosiahnutiu vysoko kvalitnej, reprodukovateľnej CVD syntézy grafénu,“ povedal vedúci výskumu James Hohn z Kolumbijskej univerzity. „Toto je míľnik smerom k rozsiahlej výrobe grafénu.“

Inžinieri tradične vyrábajú grafén dvoma spôsobmi. Prvý používa lepiacu pásku na odlupovanie vrstiev z kúska grafitu, kým nie je dostatočne tenký na to, aby sa dal použiť ako grafén, čím sa vyrábajú čisté vzorky, ale v malom meradle, ktoré znemožňuje ich priemyselné využitie.

Druhý umožňuje väčšiu produkciu a je známy ako rast CVD. Zahŕňa prechod plynu obsahujúceho uhlík, ako je metán, cez medený povrch pri neuveriteľne vysokých teplotách, čo spôsobuje, že sa metán rozpadne a atómy uhlíka sa preskupia do vrstvy grafénu.

To im umožňuje dosiahnuť veľkosť metrov. Trpeli však aj problémami s ich spoľahlivou kvalitou.

Vedci už zistili, že akýkoľvek kyslík v tomto procese by ho spomalil alebo dokonca rozleptal grafén. Odvtedy sa inžinieri snažia vybudovať nové systémy, ktoré dokážu kontrolovať kyslík a zabrániť tomu, aby ohrozil proces.

Teraz vedci tvrdia, že tento proces výrazne zlepšili a umožnili grafénu rásť rýchlejšie a spoľahlivo. Zistili, že vyrobený grafén tiež vykazoval všetky potrebné vlastnosti, ktoré by umožnili jeho použitie vo veľkom meradle.

Táto práca je uvedená v novom dokumente s názvom „Reproducible Graphene Synthesis by Oxygen-Free Chemical Vapour Deposition“, publikovanom v časopise. prírody.