روشی جدید برای تولید انبوه گرافن

گروهی از محققان در دانشگاه ولنگان نشان داده‌اند که می‌توان فرایند تولید گرافن را تغییر داد؛ در روش آنها تنها از نیروهای دافعه الکتروستاتیکی برای جدا نگهداشتن صفحات گرافنی در محلول استفاده می‌شود و دیگر نیازی به مواد شیمیایی نیست.

محققان استرالیایی روش جدیدی برای تولید گرافن توسعه داده‌اند. این کشف می‌تواند
استفاده از گرافن را در قطعات الکترونیکی انعطاف‌پذیر همانند نمایشگرهای LCD سرعت
بخشد.

ورقه‌های گرافن مساحت سطحی بسیار بالایی دارند و برهم‌کنش‌های غیرپیوندی میان آنها
باعث می‌شود تا روی هم انباشته شده و گرافیت معمولی را پدید آورند. در حال حاضر
صفحات گرافن از طریق جدا کردن دقیق آنها از گرافیت تولید می‌شوند که امکان استفاده
از این روش در مقیاس بزرگ وجود ندارد.

یک روش دیگر این است که با استفاده از مواد شیمیایی، اکسید گرافیت را به گرافن
تبدیل کنیم؛ اما این روش نیازمند استفاده از مواد فعال سطحی و پلیمرهاست تا صفحات
گرافن را از هم جدا نگهدارند و این مواد بعداً مانع از یکپارچه شدن آسان گرافن در
ابزارها یا مواد می‌شوند.

حال گروهی از محققان در دانشگاه ولنگان نشان داده‌اند که می‌توان این فرایند را
تغییر داد؛ در روش آنها تنها از نیروهای دافعه الکتروستاتیکی برای جدا نگهداشتن
صفحات گرافنی در محلول استفاده می‌شود و دیگر نیازی به مواد شیمیایی نیست.

دان لی مدیر این پروژه پژوهشی توضیح می‌دهد: «ما کشف کردیم که گرافیت تهیه شده به
روش شیمیایی در آب دارای بار منفی است. با کنترل شرایط آزمایش کاری کردیم که میزان
این بار به بیشترین مقدار خود برسد.این بدان معناست که می‌توانیم صفحات گرافنی
تولید نماییم که به طور ذاتی همدیگر را به وسیله نیروی الکتروستاتیکی دفع می‌کنند».

این گروه پژوهشی فرایند مذکور را با افزودن محلول آمونیاک بهینه کردند تا pH مخلوط
را در 10 نگهدارند و بدین ترتیب از بیشینه بودن دانسیته بار اطمینان حاصل نمایند.
جنبه مهم دیگر حذف تمام نمک‌های اضافی فلزات و اسیدها بود که می‌توانند بار را روی
ورقه‌های گرافن خنثی کنند.

می‌توان محلول آبی حاوی گرافن را فیلتر نموده و ورقه‌های گرافن را از آن جدا کرد و
یا اینکه آن را روی سطح اسپری کرده و روکش‌ها یا فیلم‌های نازکی از گرافن به دست
آورد. می‌توان مقیاس این روش را افزایش داده و گرافن را برای کاربردهای مختلف با
هزینه‌ای بسیار پایین‌تر تولید کرد.

کوستیا نووسلوف که یک متخصص گرافن در گروه فیزیک مزوسکوپی دانشگاه منچستر می‌باشد،
می‌گوید: «این روش کاربردهای زیادی دارد، مثل تولید الکترودهای شفاف برای
نمایشگرهای بلور مایع.در حال حاضر تنها می‌توانیم نمایشگرهای کوچکی با استفاده از
گرافن بسازیم، اما با استفاد از این روش خواهیم توانست نمایشگرهایی با ابعاد کامل
تولید کنیم».