Команда инженеров Массачусетского технологического института и Университета Мичигана представили новый производственный процесс непрерывного получения рулонов графена.
Новый метод обещает непрерывное производство прочного материала с использованием тонкой металлической фольги в качестве подложки, в промышленном процессе, где графен будет наноситься на фольгу, по мере того, как она плавно переходит с одной катушки на другую. Полученные листы будут ограничены в размерах только шириной рулонов фольги и размерами камеры, где происходит осаждение.
Непрерывность процесса исключает необходимость остановки производства для загрузки и выгрузки компонентов из фиксированной вакуумной камеры, и может привести к значительному расширению масштабов производства.
Новая технология является адаптацией метода химического осаждения из паровой фазы, используемой в производстве графена, с применением небольшой вакуумной камеры, в которой, пары, содержащие углерод, реагируют на горизонтальную подложку – медную фольгу. Новая камера выполнена в виде двух концентрических труб, одна внутри другой, и подложка представляет собой тонкую ленту меди, которая плавно скользит по внутренней трубе.
Инженеры разработали и построили лабораторную версию системы, и обнаружили, что, когда лента перемещается со скоростью 25 миллиметров (1 дюйм) в минуту, получаемый графен имеет высокое качеств. При прокатке в 20 раз быстрее, материала получается больше, но графен имеет более низкое качества, с большим числом дефектов. Соавтор разработки, химик John Hart говорит, что некоторые потенциальные приложения, такие как фильтрующие мембраны, требуют очень высококачественный графен, но другие, как тонкопленочные нагреватели могут работать достаточно хорошо с материалом более низкого качества.
Инженеры планируют усовершенствовать метод, провести исследования по предварительной обработке подложки для удаления нежелательных дефектов поверхности, что может привести к улучшению качества получаемых графеновых листов. Hart отметил, что хотя этот эксперимент фокусировался на графене, машина может быть адаптирована к производству других двумерных материалов, или к выращиванию массивов углеродных нанотрубок.