Ракета New Shepard компанії Blue Origin злетіла на рекордну для неї висоту під час восьмого випробувального польоту
1 Травня , 2018
Дизайнер представив концепцію міста плаваючих пірамід
2 Травня , 2018

Розроблена технологія, що підходить для виробництва листів графену в промислових масштабах

Однією з проблем, яка перешкоджає широкому впровадженню використання графену в електроніці та інших областях, є відсутність відповідної технології, що дозволяє виробляти матеріал високої чистоти в промислових (рулонних) масштабах. Але нещодавно дослідникам з Массачусетського технологічного інституту вдалося знайти рішення даної проблеми. Розроблена ними технологія дозволяє виробляти власні графенові мембрани установок для опріснення води, очищення води від біологічних домішок і т. п. А при належному доопрацюванні ця технологія дозволить виробляти листи високоякісного графену, з яких будуть виготовлятись транзистори і інші елементи електронних чіпів наступних поколінь.

Нагадаємо, що графен – це надлегкий, міцний і прозорий матеріал, що володіє цілим рядом унікальних властивостей. Він являє собою форму вуглецю, кристалічна решітка якого має одноатомну товщину. За структурою графен нагадує мініатюрну “залізну сітку” з настільки малими комірками, що через них не можуть просочитися одні з найменших атомів – атоми гелію. Таким чином, зробивши в графеновій плівці отвори заданого розміру, можна отримати мембрану, що ефективно фільтрує тільки молекули певного типу.
Проблемою виробництва графену є те, що цей матеріал буквально вирощується при дуже особливих умовах, і організувати безперервне виробництво графенової стрічки шириною, при якій цей матеріал можна згорнути в рулон, досить проблематично. Проте, як вже згадувалося вище, вчені з Массачусетського технологічного інституту розробили технологію і втілили її у вигляді експериментальної установки, здатної виробляти графенові стрічки, довжиною до 10 метрів зі швидкістю 5 сантиметрів на секунду.

Для виробництва графену використовується досить звичайний метод осадження з парової фази. Графенова плівка вирощується на мідній фользі, стрічка якої проходить через дві труби. У першій трубі фольга нагрівається до температури, що ідеально підходить для синтезу графену, а середовище у другій трубі забезпечує необхідне співвідношення метану і водню. І коли газова суміш стикається з нагрітою мідною фольгою, на її поверхні починає формуватися графен.
Графен починає формуватися у вигляді окремих розрізнених “острівців”, які стають все більшими поки не об’єднаються в одну безперервну стрічку. Після виходу з шаром фольги графену з надр реактора, вона покривається полімером, за допомогою якого графенова плівка відділяється від поверхні фольги і який слугує основою графенової мембрани..
Дослідники перевірили графенові мембрани, використовуючи водні розчини різних солей і інших молекул. Ці випробування показали, що графен, виготовлений новим способом, ні в чому не поступається графену, отриманому за допомогою звичайних дрібносерійних і лабораторних способів.
Єдиним недоліком нового методу є необхідність розділення графену і полімерної основи, за рахунок якої цей матеріал можна згорнути в рулон. Але розробити процедуру автоматичного розділення шарів не має створити особливих труднощів і це буде зроблено найближчим часом.

Джерело

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: