La producción de grafeno implica varios métodos, cada uno con sus propias ventajas y limitaciones.
4 Métodos principales de producción de grafeno
1. Deposición química en fase vapor (CVD)
La deposición química en fase vapor (CVD) es el método más utilizado para producir grafeno de alta calidad a gran escala.
En este proceso, el grafeno se cultiva sobre un sustrato, normalmente un metal como el cobre o el níquel.
Un gas hidrocarburo, normalmente metano, se calienta a altas temperaturas para descomponerlo en átomos de carbono e hidrógeno.
Los átomos de carbono se unen al sustrato metálico y se reorganizan para formar una capa de grafeno cuando el sistema se enfría.
El CVD es el método preferido por su escalabilidad y la alta calidad del grafeno que produce.
Técnicas como los procesos lote a lote (B2B) o rollo a rollo (R2R) pueden mejorar aún más el rendimiento y conseguir películas de grafeno de mayores dimensiones.
2. Exfoliación mecánica
La exfoliación mecánica consiste en desprender capas de grafeno de un grafito a granel utilizando cinta adhesiva.
Geim y Novoselov fueron los pioneros de este método.
Aunque puede producir grafeno de alta calidad, no es escalable para la producción industrial debido a su bajo rendimiento y a su incapacidad para producir grafeno de gran superficie.
3. Exfoliación en fase líquida
En este método, el grafito a granel se dispersa en un disolvente y se somete a alta energía, como ultrasonidos, para separar las capas de grafeno.
El disolvente debe tener una tensión superficial adecuada para estabilizar los copos de grafeno.
Aunque este método puede utilizarse para la producción en masa, la calidad del grafeno producido suele ser inferior en términos de propiedades eléctricas en comparación con el CVD o la exfoliación mecánica.
4. Sublimación de carburo de silicio (SiC)
Esta técnica consiste en calentar el SiC a altas temperaturas en un vacío ultraalto, lo que provoca la sublimación del silicio y deja una capa de grafeno en la superficie del SiC.
Aunque este método puede producir grafeno de alta calidad, es costoso y requiere cantidades significativas de SiC, lo que lo hace menos adecuado para la producción a gran escala.
Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y limitaciones, siendo el CVD el que actualmente lidera las aplicaciones industriales debido a su equilibrio entre calidad, escalabilidad y rentabilidad.
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