هنوز هم تولید مقادیر زیادی از – ماده شگفت‌انگیز – گرافن با استفاده از روش‌های مرسوم شیمیایی مشکل است، ولی محققانی از دانشگاه استانفورد در آمریکا راه‌حلی برای این مشکل یافته‌اند.
حرکت به‌سوی تولید انبوه گرافن
هنوز هم تولید مقادیر
زیادی از “ماده شگفت‌انگیز” گرافن با استفاده از روش‌های مرسوم شیمیایی مشکل است،
ولی محققانی از دانشگاه استانفورد در آمریکا راه‌حلی برای این مشکل یافته‌اند.
هونگ جی دای و همکارانش روش جدیدی را بر اساس روش ورقهورقه شدن ـ جادهی
مجدد ـ انبساط برای ساخت ورقه‌های گرافنی تک‌لایه و پرکیفیت که در حلال‌های آلی
معلق هستند، اختراع کرده‌اند. از این ورقه‌ها می‌توان در ساخت فیلم‌های رسانای بزرگ
و شفاف به‌منظور استفاده در کاربردهای بالقوه‌ای از قبیل الکترودهای سلول‌های
خورشیدی استفاده کرد.
دای گفت:«رسانایی ورقه‌های گرافنی ساخته‌شده از روش ما تا حدی به گرافن دست‌نخورده
نزدیک است و حدود صد برابر از رسانایی گرافن به دست‌آمده از طریق احیای اکسید
گرافن بیشتر است.»
دای توضیح می‌دهد که روش ورقهورقه شدن ـ جادهی مجدد ـ انبساط شامل ورقهورقه
کردن گرافیت تجاری در دمای ۱۰۰۰درجه سانتیگراد و قرار دادن آن در معرض اولئوم به‌منظور جادهی
مجدد مولکول‌های اسید سولفوریک بین لایه‌های گرافنی می‌شود، سپس با استفاده از یک
ماده شیمیایی به نام TBA، فاصله بین دو لایه گرافنی انبساط بیشتری پیدا می‌کند.
در ادامه کار، این محققان با استفاده از یک سورفکتانت، فسفولیپید-PEG، محصول را در
حلال دی‌متیل‌فرمامید(DMF) تحت عملیات صوتی قرار داده، آن را سانتریوفوژ می‌کنند و
در نهایت سوسپانسیونی از ورقه‌های گرافنی تولید می‌شود که اکثراً تک‌لایه هستند.
دای گفت:«این روش سخت نیست و منجر به تولید تقریباً ۹۰ درصد از ورقه‌های گرافنی تک‌لایه
می‌گردد. این روش برای تولید مقادیر بیشتر کارایی دارد و همینک ما در آزمایشگاه سعی
در تولید آن در مقیاس گرم داریم.» در مقایسه با سایر روش‌های تولید گرافن، این روش
توانایی تولید ورقه‌های تک‌لایه با رسانایی بالا را در مقیاس بزرگ دارد. به گفته
روش “پوست‌اندازی” که معمول‌ترین روش تولید گرافن است، فقط برای افزاره‌های پیش‌ساخته
کوچک‌مقیاس سودمند است.
گرافن‌های تولیدشده با روش‌های رشد اپیتاکسی نیز روی زیرلایه‌های خاصی مانند کاربید
سیلکون یا روتنیوم رشد می‌یابند و به جمع‌آوری و رسوب‌دهی نیازمندند، همچنین روش‌های
مبتنی بر احیای اکسید گرافن، گرافن‌هایی با مقاومت بالا و کیفیت پایین تولید می‌کنند.
این محققان نتایج خود را تحت عنوان “صفحات گرافنی بسیار رسانا و فیلم‌های Langmuir-Blodgett”
در مجله Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
