O grafeno é produzido em grande escala principalmente através da deposição química de vapor (CVD).
Este processo envolve a deposição de espécies de carbono numa superfície de catalisador, que depois formam cristais de grafeno.
A qualidade do grafeno produzido é avaliada através de microscopia de imagem Raman.
Como é que o grafeno é produzido em grande escala? Explicação de 4 métodos principais
1. Deposição química em fase vapor (CVD)
No processo CVD, um substrato (frequentemente cobre ou níquel) é exposto a um gás que contém carbono, como o metano ou o etileno, a altas temperaturas.
As moléculas do gás decompõem-se na superfície do catalisador, libertando átomos de carbono.
Estes átomos de carbono difundem-se pela superfície e agregam-se em aglomerados.
Quando estes aglomerados atingem uma dimensão crítica, nucleiam-se em cristais de grafeno.
À medida que a deposição prossegue, estas ilhas de grafeno crescem e acabam por se fundir para formar uma camada única e contínua de grafeno.
A baixa reatividade da superfície do grafeno em comparação com o catalisador impede normalmente o crescimento de camadas adicionais.
2. Avaliação da qualidade por microscopia de imagem Raman
Após o processo de CVD, a qualidade do grafeno é avaliada por microscopia de imagem Raman.
Esta técnica utiliza luz laser para excitar o grafeno e a luz dispersa é analisada para determinar a energia vibracional da rede do grafeno.
Os espectros Raman fornecem informações sobre o número de camadas, a presença de defeitos e a qualidade do grafeno.
Por exemplo, o rácio de intensidade das bandas D e G (ID/IG) é frequentemente utilizado para avaliar a densidade de defeitos no grafeno.
3. Produção à escala industrial
A produção industrial de grafeno por CVD foi optimizada através de várias técnicas.
Por exemplo, o processo "batch-to-batch" (B2B) consiste em empilhar ou enrolar folhas de cobre para aumentar o rendimento da produção.
Outro método é o processo rolo-a-rolo (R2R), que permite a produção contínua de películas de grafeno de comprimento virtualmente ilimitado, embora com largura limitada.
Este método é altamente automatizado e é mais compatível com as etapas de processamento subsequentes.
4. Desafios da produção em massa
Apesar dos avanços nas técnicas de CVD, continuam a existir desafios na produção em massa de grafeno de alta qualidade, com o mínimo de defeitos e grandes dimensões de grão, a baixo custo.
O controlo dos parâmetros do processo CVD, tais como a temperatura, a pressão, os caudais de gás e a escolha do catalisador, é crucial para a produção de grafeno de alta qualidade.
Continue a explorar, consulte os nossos especialistas
Descubra a vanguarda da produção de grafeno com a KINTEK SOLUTION!
As nossas técnicas avançadas de Deposição Química em Vapor (CVD) estão a revolucionar o sector, garantindo uma qualidade e uma eficácia inigualáveis.
Com a microscopia de imagem Raman como nossa ferramenta de precisão, avaliamos e refinamos meticulosamente cada camada de grafeno.
Entre no futuro da ciência dos materiais com a KINTEK SOLUTION - onde a qualidade, a inovação e a escala se encontram para criar o melhor grafeno do mundo.
Entre em contacto connosco hoje e junte-se à revolução do grafeno!
