Графен – це одноатомний шар вуглецю, що має унікальні фізичні та хімічні властивості. Його висока міцність, електрична провідність та прозорість роблять його перспективним матеріалом для багатьох сфер застосування, від електроніки до енергетики. У статті розглянемо основні методи виробництва графену та його можливе застосування.
Перший метод отримання графену, який був розроблений, це механічний шлях, відомий як метод відщеплення. Суть методу полягає у використанні стрічки скотчу для видалення шарів графіту доти, доки не буде досягнутий одноатомний шар вуглецю. Цей метод має простоту і доступність, але його основний недолік – низька продуктивність і необхідність у великій кількості робочої сили.
Інший метод виробництва графену – це метод графітоепітаксії на металевих підкладках. В цьому випадку шар графену формується на поверхні металевої підкладки при високій температурі та вакуумі. Даний метод дозволяє отримувати масштабовані вироби, але потребує спеціального обладнання та високої технічної підготовки.
Також існують хімічні способи одержання графену, включаючи методи окислення та відновлення графіту. У цьому процесі окислення шари графену поділяються, та був відновлюються назад. Перевагою хімічного методу є можливість отримання графену у вигляді розчину, що спрощує його використання у різних додатках.
Графен вже знайшов застосування у різних галузях, включаючи електроніку, фотоніку, біомедицину та енергетику.Він може бути використаний для створення ультрашвидкісних транзисторів, сонячних батарей, сенсорних пристроїв та багато іншого. Майбутнє графена обіцяє бути дуже перспективним, і його застосування може змінити безліч галузей науки та техніки.
| Метод | Опис |
|---|---|
| Метод механічного розколу | Використовується для розділення шарів графіту за допомогою скотчу або спеціальних клейових стрічок. |
| Метод хімічного осадження | Процес осадження шару графену на підкладку за допомогою хімічних реакцій |
| Метод епітаксійного зростання | Графен одержують шляхом нанесення атомарних шарів вуглецю на підкладку за допомогою епітаксійних методів з використанням газових іонів. |
| Метод синтезу на основі вуглецевих нанотрубок | Являє собою розвиток технології синтезу вуглецевих нанотрубок, а потім відокремлюють шари, що утворюють графен |
Як створити графен у домашніх умовах?
У чашу блендера необхідно залити півлітра води, а потім додати від 10 до 25 мл миючого засобу і від 20 до 50 грамів графітового порошку (наприклад, товченого олівцевого грифеля). Увімкнувши апарат на термін від 10 до 30 хвилин, можна буде отримати завись з лусочок графена в воді.
Як робиться графен?
Метод полягає в тому, що окислену підкладку кремнію покривають епоксидним клеєм (в роботі використовувався шар завтовшки ~10 мкм) і тонку пластинку графіту притискають до клею за допомогою преса. Після видалення графітової пластинки за допомогою липкої стрічки на поверхні клею залишаються області з графеном та графітом.
Де взяти графен?
Отримати його можна в хімічної лабораторії з Графіту та Гідразіна. Для цього необхідно встановити хімічну лабораторію і покласти Гідразін і Графіт у слоти для крафту, як тільки графен буде готовий, він з'явиться у хімічній лабораторії.
