Il grafene, un materiale composto da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale, ha suscitato grande attenzione per le sue notevoli proprietà. Ma è possibile sintetizzare il grafene? La risposta è sì, e ci sono diversi metodi per ottenerlo.
5 metodi da conoscere
1. Deposizione chimica da vapore (CVD)
La deposizione chimica da vapore (CVD) è uno dei metodi più comuni utilizzati per sintetizzare il grafene. Questo metodo si è dimostrato molto promettente per lo sviluppo di pellicole di grafene di alta qualità.
Nella CVD, i film di grafene vengono coltivati su vari substrati che utilizzano metalli di transizione come il nichel (Ni). Il processo prevede la diffusione di atomi di carbonio decomposti nel nichel ad alte temperature.
Durante il processo di raffreddamento, gli atomi di carbonio precipitano sulla superficie del nichel, formando il grafene.
2. Le sfide della CVD
Produrre un singolo strato di grafene e mantenere il controllo sulla qualità del film di grafene può essere una sfida. Ciò è dovuto alla molteplicità delle condizioni di crescita nel metodo CVD.
I ricercatori sono costantemente impegnati a comprendere meglio il meccanismo di crescita e a ottimizzare le condizioni per la produzione di grafene.
3. Tecnica di esfoliazione
Un altro metodo per la sintesi del grafene è la tecnica di esfoliazione "top-down". In questo metodo, i fogli di grafene vengono prodotti esfoliando la grafite.
Questa tecnica è ampiamente utilizzata, affidabile e facile da eseguire. Tuttavia, può produrre solo fiocchi di grafene piatti di dimensioni limitate.
Il controllo del numero di strati esfoliati non è facile con questo metodo.
4. Applicazioni del grafene esfoliato
Mentre la tecnica di esfoliazione è adatta per alcune applicazioni, come la microelettronica, l'optoelettronica e il controllo termico, per molte altre applicazioni sono necessarie superfici più ampie e grafene di alta qualità con bassi difetti strutturali.
Pertanto, è necessario sviluppare altri metodi di sintesi, come la CVD.
5. CVD per la produzione su larga scala
La CVD è emersa come un metodo promettente per la produzione su larga scala di grafene. Grazie alle numerose tecniche CVD, la produzione di grafene su larga scala sta diventando una tendenza normale nella tecnologia e nell'industria.
Tuttavia, se si confrontano le proprietà del grafene prodotto mediante CVD con quelle del grafene esfoliato, quest'ultimo presenta ancora una qualità migliore.
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