Il grafene esiste in diverse forme, tra cui il grafene esfoliato, l'ossido di grafene ridotto e il grafene coltivato mediante CVD. Ogni forma ha proprietà e applicazioni uniche, con il grafene CVD particolarmente favorito per la sua scalabilità e uniformità in ambito industriale.
Grafene esfoliato e ossido di grafene ridotto:
Queste forme di grafene sono tipicamente prodotte con un approccio "top-down", partendo dalla grafite. Il grafene esfoliato comporta la separazione meccanica degli strati di grafene dalla grafite, mentre l'ossido di grafene ridotto inizia come ossido di grafene, che viene poi ridotto chimicamente per ripristinare la sua conduttività. Entrambi sono utilizzati in polvere e sono parte integrante di applicazioni come rivestimenti, plastiche e compositi. Tuttavia, spesso presentano una conduttività inferiore rispetto al grafene CVD e devono affrontare problemi di produzione su larga scala e di uniformità.Grafene coltivato per via CVD:
La deposizione chimica da vapore (CVD) è un metodo "dal basso verso l'alto" in cui il grafene viene coltivato direttamente su un substrato, in genere metallico. Questo processo consente una produzione scalabile, su grandi superfici, con uno spessore uniforme e proprietà eccellenti, che lo rendono ideale per applicazioni di fascia alta come l'elettronica. Il grafene CVD è attualmente nelle prime fasi di adozione del mercato e si prevede una crescita significativa.
Altri materiali 2D:
Oltre al grafene, vi è un notevole interesse di ricerca per altri materiali 2D come il nitruro di boro e i dicalcogenuri di metalli di transizione (TMD), che offrono proprietà uniche come caratteristiche dielettriche e bandgap sintonizzabili. Si prevede che questi materiali siano impilabili come "Lego atomici", aprendo potenzialmente nuove strade nella scienza e nella tecnologia dei materiali.Sfide nella produzione di grafene:
Nonostante i progressi, rimangono delle sfide nel controllo dei difetti e degli strati nella produzione di grafene. I difetti, come le lacune, le rughe e i gruppi funzionali, possono influenzare le proprietà e le applicazioni del grafene. Inoltre, il raggiungimento di un numero uniforme di strati e di un ordine di impilamento controllato, soprattutto per il grafene multistrato, è ancora un'area di ricerca in via di sviluppo.
