لقد أبلغنا في كثير من الأحيان أن الجرافين هو واحد من أصعب المواد وأكثرها مرونة في العالم. الجرافين هو قريب كيميائي من الماس أو الفحم أو الجرافيت من الرصاص قلم رصاص - فقط أفضل.
يطلق عليها أيضا "مادة معجزة" من قبل بعض الناس ، لأنه مع طبقة ذرية واحدة فقط ، فهي واحدة من أنحف المواد في الكون - أقل من جزء من المليون من المليمتر. لديها إمكانات اقتصادية هائلة بسبب مزاياها العديدة ويمكن استخدامها في المستقبل لإنتاج الخلايا الشمسية والشاشات والرقائق الدقيقة.
هناك أنواع مختلفة من الجرافين ، والتي تتطلب أيضا تقنيات تصنيع مختلفة. في هذه المقالة ، سوف نقدم لك بإيجاز الأنواع المختلفة من الجرافين.
أحادي الطبقة الجرافين
الجرافين أحادي الطبقة هو أنقى أشكال الجرافين. وهو يتألف من شعرية سداسية 2D من ذرات الكربون.
الجرافين قليل الطبقات (FLG) أو الجرافين متعدد الطبقات (MLG)
هذه ببساطة عدة طبقات من طبقات الجرافين. كلما زاد عدد طبقات الجرافين ، انخفضت الموصلية الحرارية. MLG مناسب كمادة مركبة وكتعزيز ميكانيكي.
أكسيد الجرافين (GO)
يتم تصنيع أكسيد الجرافين من مسحوق الجرافيت بواسطة عملية هامر معدلة. إنها مناسبة بشكل خاص للاستخدام في الإلكترونيات المرنة وأجهزة الكريستال السائل وأجهزة الاستشعار الكيميائية وكبديل لأكسيد القصدير الإنديوم ، خاصة للأجهزة التي تعمل باللمس.
أكسيد الجرافين المختزل (rGO)
يعتبر أكسيد الجرافين المختزل (rGO) مثاليا للأحبار الموصلة. يتم إنتاجه بشكل مشابه لأكسيد الجرافين.
أكسيد الجرافيت
أكسيد الجرافيت هو مقدمة لأكسيد الجرافين (GO). كان يطلق عليه حمض الجرافتيك. يمكن الحصول عليها من الجرافيت تحت تأثير المؤكسدات القوية. في أواخر القرن العشرين ، أصبح أكسيد الجرافيت مثيرا للاهتمام باعتباره مقدمة محتملة لإنتاج الجرافين.
الجرافيت النانوية ، الجرافيت نانو صفائح ، الجرافيت نانوفليكس
الصفائح النانوية الجرافيت ، طبقات الجرافيت النانوية ، ورقائق الجرافيت النانوية هي مواد الجرافيت 2D مع سمك و / أو بعد عرضي أقل من 100 نانومتر. إنها مناسبة بشكل مثالي للمواد المركبة الموصلة كهربائيا.
طرق الإنتاج
نظرا للاهتمام المتزايد بسرعة بالجرافين ، أنتج التطوير مجموعة كاملة من طرق التصنيع المختلفة. تشمل أهم عمليات تخليق الجرافين ما يلي:
- الحد من أكسيد الجرافين
- التقشير الكيميائي والميكانيكي
- ترسيب البخار الكيميائي (CVD)
- النمو الفوقي على كربيد السيليكون