La produzione di grafene comporta diverse sfide significative. Queste sfide ruotano principalmente attorno al raggiungimento di una produzione di alta qualità e su larga scala e all'integrazione efficace in varie applicazioni.
5 punti chiave da considerare
1. Qualità e difetti
Il grafene viene spesso prodotto con difetti e contaminazioni, che possono influire significativamente sulle sue proprietà.
Il grafene di alta qualità, con bassa densità di difetti ed elevata mobilità dei portatori, è ideale per molte applicazioni.
Ottenere questo risultato in modo costante è difficile.
Tecniche come la deposizione chimica da vapore (CVD) sono promettenti, ma devono ancora affrontare le sfide dell'ottimizzazione delle condizioni per ridurre al minimo i difetti e le impurità.
2. Fabbricazione di dispositivi e interazioni
L'integrazione del grafene nei dispositivi elettronici richiede un'attenta considerazione di come la struttura del grafene (compresi i difetti) e la contaminazione influenzino le interazioni interfacciali e le proprietà di trasporto.
I contatti metallo/grafene, ad esempio, possono degradare le prestazioni.
Ciò richiede ulteriori ricerche per migliorare queste interfacce.
3. Utilizzo del grafene reale
Piuttosto che concentrarsi esclusivamente sul grafene ideale, è importante identificare le applicazioni in cui le proprietà del grafene reale, carico di difetti, possono essere utilizzate efficacemente.
Ad esempio, il grafene utilizzato come elettrodo conduttivo trasparente negli schermi tattili richiede una bassa resistenza del foglio e una buona uniformità.
Ciò può essere ottenuto anche con grafene di qualità inferiore.
4. Industrializzazione e scalabilità
La scalabilità della produzione di grafene per uso industriale pone delle sfide per il mantenimento dell'omogeneità, dell'affidabilità e della stabilità.
Il processo di trasferimento del grafene da un substrato all'altro senza danneggiarlo rimane un ostacolo significativo.
Inoltre, è necessario considerare il rapporto costo-efficacia dei metodi di produzione, come l'uso di fonti di carbonio e pellicole di supporto alternative.
5. Adattamenti tecnologici
Sebbene la CVD sia considerata un metodo promettente per la produzione di grafene, la ricerca continua e gli adattamenti tecnologici sono necessari per superare i problemi legati alle concentrazioni di gas, alle interazioni con il substrato e alle tecniche di post-elaborazione come i metodi di ricottura e trasferimento.
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