Инженеры нашли новый способ создания графена, «чудо-материала», который может изменить мир

Инженеры открыли новый способ производства «чудо-материала» графена, который, наконец, позволит ему максимально раскрыть свой потенциал.

Когда он был открыт путем создания одного слоя атомов углерода в 2004 году, ученые приветствовали этот материал как потенциальную революцию. Он настолько проводящий и настолько мощный, что эксперты говорят, что он может преобразовать все: от накопителей энергии до медицинских устройств и персональной электроники.

Но этот потенциал так и не был полностью реализован. Отчасти это связано с тем, что сложно производить чисто и в больших масштабах.

Одна из проблем в том, что его сложно сделать чисто и без примесей. Но исследователи говорят, что новый процесс позволяет производить графен чистым и легко восстанавливаемым способом.

Они сделали это, работая над открытием, что качество графена связано с кислородом. Если вокруг есть хотя бы небольшая доля кислорода, это сильно влияет на скорость роста графена и означает, что использовать его может оказаться невозможно.

«Мы показали, что удаление почти всего кислорода из процесса роста является ключом к достижению высококачественного и воспроизводимого синтеза графена CVD», — сказал ведущий исследователь Джеймс Хон из Колумбийского университета. «Это важная веха на пути к крупномасштабному производству графена».

Инженеры традиционно изготавливали графен двумя способами. Первый использует липкую ленту для снятия слоев с куска графита до тех пор, пока он не станет достаточно тонким, чтобы его можно было использовать в качестве графена, получая чистые образцы, но в небольших масштабах, что делает невозможным их промышленное использование.

Другой позволяет увеличить производство и известен как рост сердечно-сосудистых заболеваний. Он включает в себя пропускание углеродосодержащего газа, такого как метан, над медной поверхностью при невероятно высоких температурах, что приводит к распаду метана и заставляет атомы углерода перестраиваться в слое графена.

Это позволяет им достигать метровых размеров. Но они также страдали от проблем с их надежным качеством.

Исследователи уже обнаружили, что любой кислород в этом процессе замедляет его или даже вытравливает графен. С тех пор инженеры пытались создать новые системы, которые смогут контролировать кислород и не допускать его нарушения процесса.

Теперь ученые говорят, что они значительно улучшили этот процесс, позволив графену расти быстрее и надежнее. Они обнаружили, что произведенный графен также демонстрирует все необходимые свойства, которые позволяют использовать его в больших масштабах.

Об этой работе сообщается в новой статье под названием «Воспроизводимый синтез графена посредством бескислородного химического осаждения из паровой фазы», ​​опубликованной в журнале. природа.