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O grafeno por CVD (Chemical Vapor Deposition), embora promissor pela sua elevada qualidade, escalabilidade e relação custo-eficácia, tem várias desvantagens notáveis.Estas incluem desafios na separação do grafeno do substrato sem danificar a sua estrutura, limitações devido às elevadas temperaturas de processamento e problemas com tensões de tração e fissuras em revestimentos espessos.Além disso, o processo requer substratos que possam suportar temperaturas elevadas e as técnicas de separação podem, por vezes, degradar a qualidade do grafeno.Apesar do seu potencial em aplicações como películas condutoras transparentes e substituição da tecnologia do silício, estes inconvenientes impedem a sua adoção generalizada em determinadas aplicações industriais.

Pontos-chave explicados:

1. Alta temperatura de processamento:

   • A produção de grafeno por CVD requer normalmente temperaturas entre 800°C e 1000°C.Este requisito de alta temperatura limita a escolha de substratos aos que podem suportar tais condições, como o carboneto cimentado.Este constrangimento pode aumentar os custos de produção e a complexidade.

2. Tensões de tração e fissuração:

   • Os revestimentos espessos (10~20μm) produzidos por CVD podem gerar tensões de tração durante o processo de arrefecimento.Esta tensão pode levar à formação de fissuras finas, que se podem propagar sob impacto externo, provocando o descolamento do revestimento.Este facto torna o CVD menos adequado para aplicações que envolvam processos de corte interrompidos, como a fresagem, em que a força de corte não é uniforme e contínua.

3. Desafios de separação:

   • Um dos principais desafios na produção de grafeno por CVD é a separação ou esfoliação bem sucedida do grafeno do substrato sem danificar a sua estrutura ou afetar as suas propriedades.A relação entre o grafeno e o substrato não é totalmente compreendida, o que torna as técnicas de separação dependentes do substrato.Alguns métodos, como a dissolução do substrato em ácidos nocivos, podem afetar negativamente a qualidade do grafeno.

4. Degradação da qualidade durante a separação:

   • As técnicas utilizadas para separar o grafeno do substrato podem, por vezes, degradar a qualidade do grafeno.Por exemplo, a utilização de ácidos nocivos para dissolver o substrato pode introduzir impurezas ou danificar a estrutura do grafeno, reduzindo a sua eficácia em aplicações que exijam elevada pureza e integridade estrutural.

5. Escalabilidade vs. Qualidade:

   • Embora a CVD seja considerada um dos melhores métodos para produzir grafeno de alta qualidade em grande escala, existe frequentemente um compromisso entre a escalabilidade e a qualidade.Garantir uma elevada homogeneidade, impermeabilidade e grãos finos em grandes áreas pode ser um desafio, e qualquer compromisso nestas áreas pode limitar o desempenho do grafeno em aplicações críticas.

6. Limitações do material:

   • A necessidade de substratos resistentes a altas temperaturas e o potencial de degradação da qualidade durante a separação limitam os tipos de materiais que podem ser utilizados na produção de grafeno por CVD.Este facto pode restringir a versatilidade do grafeno CVD em várias aplicações industriais, onde podem ser necessários diferentes materiais de substrato.

7. Preocupações ambientais e de segurança:

   • A utilização de produtos químicos nocivos no processo de separação suscita preocupações ambientais e de segurança.O manuseamento e a eliminação adequados destes produtos químicos são necessários para atenuar o seu impacto, aumentando o custo global e a complexidade do processo de produção.

Em resumo, embora o grafeno CVD ofereça vantagens significativas em termos de qualidade, escalabilidade e relação custo-eficácia, as suas desvantagens - tais como as elevadas temperaturas de processamento, os desafios de separação e as limitações materiais - representam obstáculos notáveis que têm de ser resolvidos para uma adoção industrial mais ampla.

Tabela de resumo:

Desvantagem	Descrição
Temperatura de processamento elevada	Requer 800°C a 1000°C, limitando as escolhas de substrato e aumentando os custos.
Tensão de tração e fissuração	Os revestimentos espessos podem fissurar sob tensão, tornando o CVD inadequado para processos interrompidos.
Desafios de separação	Dificuldade em separar o grafeno dos substratos sem o danificar.
Degradação da qualidade durante a separação	A utilização de ácidos nocivos pode degradar a qualidade do grafeno.
Escalabilidade vs. compromisso de qualidade	Desafios na manutenção da qualidade em grandes escalas.
Limitações de materiais	São necessários substratos resistentes a altas temperaturas, o que limita a versatilidade.
Preocupações ambientais e de segurança	Os produtos químicos nocivos nos processos de separação levantam questões ambientais e de segurança.

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