A produção de grafeno envolve vários métodos, cada um com o seu próprio conjunto de vantagens e limitações.
4 Métodos principais de produção de grafeno
1. Deposição química em fase vapor (CVD)
A deposição química em fase vapor (CVD) é o método mais utilizado para produzir grafeno de alta qualidade em grande escala.
Neste processo, o grafeno é cultivado num substrato, normalmente um metal como o cobre ou o níquel.
Um gás hidrocarboneto, normalmente metano, é aquecido a altas temperaturas para se decompor em átomos de carbono e hidrogénio.
Os átomos de carbono ligam-se então ao substrato metálico e reorganizam-se para formar uma camada de grafeno à medida que o sistema arrefece.
A CVD é preferida pela sua escalabilidade e pela elevada qualidade do grafeno que produz.
Técnicas como os processos "batch-to-batch" (B2B) ou "roll-to-roll" (R2R) podem aumentar ainda mais o rendimento e obter películas de grafeno de maiores dimensões.
2. Esfoliação mecânica
A esfoliação mecânica consiste em descolar camadas de grafeno de uma massa de grafite utilizando fita adesiva.
Este método foi criado por Geim e Novoselov.
Embora possa produzir grafeno de alta qualidade, não é escalável para produção industrial devido ao seu baixo rendimento e à incapacidade de produzir grafeno de grande área.
3. Esfoliação em fase líquida
Neste método, a grafite a granel é dispersa num solvente e sujeita a alta energia, como a ultra-sons, para separar as camadas de grafeno.
O solvente deve ter uma tensão superficial adequada para estabilizar os flocos de grafeno.
Embora este método possa ser utilizado para a produção em massa, a qualidade do grafeno produzido é geralmente inferior em termos de propriedades eléctricas, em comparação com a CVD ou a esfoliação mecânica.
4. Sublimação de carboneto de silício (SiC)
Esta técnica consiste em aquecer o SiC a altas temperaturas num vácuo ultra-elevado, provocando a sublimação do silício e deixando uma camada de grafeno na superfície do SiC.
Embora este método possa produzir grafeno de alta qualidade, é dispendioso e requer quantidades significativas de SiC, o que o torna menos adequado para a produção em grande escala.
Cada um destes métodos tem as suas vantagens e limitações, sendo que o CVD lidera atualmente as aplicações industriais devido ao seu equilíbrio entre qualidade, escalabilidade e eficácia de custos.
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