El grafeno se sintetiza principalmente mediante un método llamado deposición química de vapor (CVD).
Esta técnica consiste en hacer crecer películas de grafeno sobre sustratos, en particular metales de transición como el níquel y el cobre.
El proceso es crucial para producir grafeno de alta calidad apto para diversas aplicaciones, como la electrónica y los sensores.
¿Cómo se sintetiza el grafeno? Explicación de 4 métodos clave
1. Deposición química en fase vapor (CVD)
Descripción general del proceso: En el proceso CVD, el grafeno crece sobre un sustrato mediante la descomposición de gases que contienen carbono a altas temperaturas.
El sustrato, a menudo de níquel o cobre, facilita la difusión de los átomos de carbono.
Cuando el sustrato se enfría, estos átomos de carbono precipitan formando una capa de grafeno en su superficie.
Papel del sustrato: El níquel permite que los átomos de carbono se difundan en él durante la exposición a altas temperaturas y luego los precipita como grafeno al enfriarse.
El cobre, por su parte, es conocido por su capacidad para catalizar la formación de películas de grafeno de gran superficie y alta calidad.
2. Producción a gran escala
Relevancia industrial: El CVD es el método de mayor éxito para la producción de grafeno a gran escala.
Consiste en una reacción controlada dentro de una cámara en la que las moléculas de gas se combinan para formar una película sobre el sustrato.
El proceso requiere un control preciso de la temperatura para garantizar la calidad del grafeno producido.
Ventajas: El uso de láminas de cobre en CVD es particularmente ventajoso debido a su bajo coste y facilidad de fabricación, lo que lo hace ideal para la producción en masa.
3. Calidad y aplicaciones
Control de calidad: El proceso de CVD debe ajustarse a parámetros estrictos en cuanto a volúmenes de gas, presión, temperatura y tiempo para garantizar un grafeno de alta calidad.
Esta calidad es esencial para aplicaciones como la electrónica de alto rendimiento y los sensores.
Aplicaciones: El grafeno producido mediante CVD se utiliza en diversas aplicaciones, como material de ánodo conductor en células fotovoltaicas orgánicas (OPV) y en transistores de efecto de campo.
4. Innovaciones en la síntesis
Método de captura de vapor: Este método se utiliza para sintetizar grafeno monocristalino de grano grande.
Implica un flujo de gas específico y la colocación del sustrato para optimizar las condiciones de crecimiento.
Crecimiento a baja temperatura: Se están llevando a cabo investigaciones para desarrollar métodos de crecimiento del grafeno a temperaturas más bajas, lo que reduciría los costes y ampliaría la aplicabilidad del material.
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