Le fonti naturali di grafene includono principalmente grafite e gas metano. La grafite, un minerale presente in natura, è la fonte principale per il metodo "top-down" di produzione del grafene, in cui il grafene viene esfoliato meccanicamente dalla grafite. Il gas metano, invece, è ampiamente utilizzato nel metodo "bottom-up", in particolare nella deposizione chimica da vapore (CVD), dove fornisce la fonte di carbonio necessaria per la sintesi del grafene.
La grafite come fonte:
La grafite è una forma cristallina di carbonio costituita da strati di grafene impilati. Nell'approccio "top-down", il grafene viene estratto dalla grafite attraverso l'esfoliazione meccanica, un processo in cui gli strati di grafene vengono staccati utilizzando un nastro adesivo o altri mezzi meccanici. Questo metodo, dimostrato per la prima volta da Andre Geim e Kostya Novoselov nel 2004, è utilizzato principalmente per scopi di ricerca a causa della sua limitata scalabilità per la produzione di massa. Il grafene esfoliato viene utilizzato in varie applicazioni, tra cui l'accumulo di energia, i compositi polimerici e i rivestimenti.Il metano come fonte:
Il metano, un idrocarburo gassoso, è la fonte di carbonio più utilizzata nel processo CVD per sintetizzare il grafene. In questo metodo, il metano viene decomposto ad alte temperature sulla superficie di un catalizzatore metallico, come il rame o il nichel, per formare strati di grafene. Il ruolo del metano è fondamentale in quanto fornisce gli atomi di carbonio necessari per la crescita del grafene. Il processo CVD consente di produrre film di grafene di alta qualità e di grande superficie, essenziali per le applicazioni commerciali, in particolare nell'elettronica.
Catalizzatori e altre considerazioni:
