تولید انبوه و ارزان قیمت گرافن با انجماد اکسید گرافن

یکی از چالش‌های موجود در مسیر استفاده از گرافن در صنعت، تولید انبوه این ماده است. بسیاری در سراسر جهان به دنبال یافتن روش‌های تولید ارزان قیمت گرافن هستند. محققان اسکاتلندی با همتایان چینی آمریکایی خود روشی برای تولید انبوه و ارزان قیمت گرافن ارائه کردند.
محققان دانشگاه بوفالو، دانشگاه ایالتی کانزاس و موسسه فناوری هاربرین روی تولید آئروژل گرافنی کار می‌کنند، آنها برای این کار از چاپگر سه بعدی در دمای پایین استفاده می‌کنند اما دستکاری گرافن در سه بعد کاری دشوار است. برای این کار، محققان از مواد افزودنی استفاده کردند که شرایط این کار را تسهیل کند. آنها از یک نوع پلیمر برای پایدار نگه داشتن گرافن استفاده کردند. اما زدایش این پلیمر از فرآیند، موجب آسیب زدن به ساختار محصول نهایی می‌شود.
این گروه تحقیقاتی با اصلاح چاپگر سه بعدی، از اکسیدگرافن و آب یخ‌زده برای این کار استفاده کردند. خروجی این فرآیند، مکعب‌هایی سه بعدی شبیه به تاس است که نمی‌توان با روش‌های رایج به آن رسید. بعد از ترکیب اکسیدگرافن و آب، این شبکه روی سطح در دمای 25 درجه سانتیگراد زیر صفر چاپ می‌شود.
هر لایه گرافن با دو لایه از یخ پوشیده می‌شود که یخ‌ها نقش محافظ را دارند. برای این که پیوندهای هیدروژنی مستحکم‌تر ایجاد شوند، لازم است این شبکه در نیتروژن مایع قرار داده شود. زمانی که این ساختار درون فریزدرایر (freeze dryer) قرار گیرد، بلورهای یخ تبدیل به گاز شده و از سیستم خارج می‌شود و آئروژل‌های گرافنی باقی می‌ماند که در دمای اتاق حالت آئروژل دارد.
محققان این پروژه معتقداند که می‌توان از این روش برای تولید انبوه گرافن استفاده کرد، گرافنی که برای ساخت ادوات تشخیص طبی، الکترونیک و دیگر صنایع قابل استفاده است.
قدم بعد در این پروژه آن است که این ساختار آئروژلی را برای دیگر مواد نیز به کار گرفت. نتایج این پروژه در نشریه Small منتشر شده‌است.