A produção de grafeno implica vários desafios significativos. Estes desafios prendem-se principalmente com a obtenção de uma produção de alta qualidade e em grande escala e com a integração efectiva em várias aplicações.
5 pontos-chave a considerar
1. Qualidade e defeitos
O grafeno é frequentemente produzido com defeitos e contaminação, o que pode afetar significativamente as suas propriedades.
O grafeno de alta qualidade com baixa densidade de defeitos e elevada mobilidade de portadores é ideal para muitas aplicações.
É difícil atingir este objetivo de forma consistente.
Técnicas como a deposição química de vapor (CVD) são promissoras, mas ainda enfrentam desafios na otimização das condições para minimizar os defeitos e as impurezas.
2. Fabrico de dispositivos e interações
A integração do grafeno em dispositivos electrónicos exige uma análise cuidadosa do modo como a estrutura do grafeno (incluindo os defeitos) e a contaminação afectam as interações interfaciais e as propriedades de transporte.
Os contactos metal/grafeno, por exemplo, podem degradar o desempenho.
É, pois, necessário prosseguir a investigação para melhorar estas interfaces.
3. Utilização de grafeno real
Em vez de se concentrar apenas no grafeno ideal, é importante identificar aplicações em que as propriedades do grafeno real, carregado de defeitos, possam ser efetivamente utilizadas.
Por exemplo, o grafeno utilizado como elétrodo condutor transparente em ecrãs tácteis exige uma baixa resistência da folha e uma boa uniformidade.
Isto pode ser conseguido mesmo com grafeno de qualidade inferior.
4. Industrialização e escalabilidade
O aumento da produção de grafeno para utilização industrial apresenta desafios no que respeita à manutenção da homogeneidade, fiabilidade e estabilidade.
O processo de transferência do grafeno de um substrato para outro sem o danificar continua a ser um obstáculo significativo.
Além disso, deve ser considerada a relação custo-eficácia dos métodos de produção, como a utilização de fontes alternativas de carbono e de películas portadoras.
5. Adaptações tecnológicas
Embora a CVD seja considerada um método promissor para a produção de grafeno, é necessária investigação contínua e adaptações tecnológicas para ultrapassar questões relacionadas com as concentrações de gás, as interações com o substrato e as técnicas de pós-processamento, como os métodos de recozimento e de transferência.
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