تولید گرافنی بسیار ارزان‌تر

محققان دانشگاه گلاسگو راهی را برای ایجاد ورق‌های بزرگی از گرافن با استفاده از مس ارزان‌قیمتی که در تولید باتری‌های لیتیوم یون مورد استفاده قرار می‌گیرد، کشف کرده‌اند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، از آنجا که گرافن برای اولین بار توسط آندره جیم و کوستیا نووسلف در دانشگاه منچستر در سال 2004 سنتز شده است، تلاشهای گسترده‌ای برای بهره‌برداری از خواص فوق‌العاده آن همچنان وجود دارد.

ساختار اولیه گرافن به عنوان یک کریستال دو بعدی اتم‌های کربن، جز اصلی سازنده بسیاری از مشتقات کربن مانند فولرین بدون بعد، نانولوله‌های کربنی یک بعدی و گرافیت سه بعدی است. این نانومواد کربنی همگی در تجهیزات الکترونیکی برای ایجاد همه چیز از سلول‌های خورشیدی گرفته تا لامپ و حسگرهای فوق حساس گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گرافن هر چند برای تولید مواد با کیفیت بالا در تجهیزات الکترونیکی در مناطق بزرگتر، افزایش مقیاس داشته، اما گران‌تر از بسترهای الکترونیکی استاندارد مانند سیلیکون است.

بخش بزرگی از این هزینه، بستری است که در آن گرافن به طور کلی تولید شده است. با استفاده از یک فرآیند رسوب شیمیایی بخار ، گرافن اغلب به عنوان یک تک لایه (لایه‌ای با ضخامت یک اتم) با انتشار پلاتین، نیکل یا کاربید تیتانیوم به اتیلن بنزن، یا در دمای بالا افزایش یافته است. روش‌های تولیدی اخیر با ترکیب مس به عنوان یک بستر، تا حدودی این هزینه‌ها را کاهش داده‌اند، اما هنوز هم این روش پرهزینه است.

محققان برای کمک به کاهش فوق‌العاده این هزینه‌ها، تصمیم به ذخیره‌سازی گرافن با کیفیت بالا بر روی سطح ورقه‌های مسی ارزان قیمت گرفتند که اغلب برای ساخت کاتد فوق‌العاده نازک (الکترود‌های منفی) در باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌شود. همانطور که معلوم است، سطح مس هم به طور کامل صاف است و هم یک بستر مناسب‌تر برای تشکیل گرافن است.

دکتر داهیا از دانشکده مهندسی دانشگاه گلاسگو، اظهار کرد: قیمت این مس تجاری که ما هم اکنون از آن در این فرآیند استفاده می‌کنیم، در مقایسه با یک مقدار مشابه از مس که در حال حاضر در تولید گرافن استفاده می‌شود و 115 دلار قیمت دارد، حدود یک دلار در هر متر مربع است. روند تولید گرافن با کیفیت بالا و هزینه پایین، ما را یک گام به ایجاد دستگاه‌های الکترونیکی جدید مقرون به صرفه با طیف گسترده‌ای از برنامه های کاربردی مانند شهر‌های هوشمند آینده یا مراقبت‌های بهداشتی همراه، نزدیکتر کرده است.

این گروه بر این باور است که سنتز ارزان قیمت فیلم‌های گرافنی با کیفیت بالا در مقیاس بزرگ، با استفاده از روش آنها می‌تواند به ساخت سیستم‌های الکترونیک نوری انعطاف‌پذیر مبتنی بر گرافن، از جمله چیزهایی مانند تلفن‌های همراه با رول آپ نمایش، کاغذ الکترونیکی، برچسب‌های شناسایی فرکانس رادیویی، تکه‌های پزشکی برای انتقال دارو یا نظارت بر علائم حیاتی یا پوست لمسی یا الکترونیکی برای رباتیک‌ها و پروتزها تحقق بخشد.

نتایج این پژوهش در دانشگاه بیلکنت در ترکیه انجام شد و نتایج حاصل از این تحقیق اخیرا در مجلهScientific Reports منتشر شده است.

انتهای پیام

تبلیغات

داغ ترین اخبار

تبلیغات

جدیدترین اخبار