We hebben vaak gemeld dat grafeen een van de hardste en meest veerkrachtige materialen ter wereld is. Grafeen is een chemisch familielid van diamanten, steenkool of het grafiet van potloodlood - alleen beter.
Het wordt door sommige mensen ook wel een "wondermateriaal" genoemd, omdat het met slechts één atoomlaag een van de dunste materialen in het universum is - minder dan een miljoenste van een millimeter dik. Het heeft een enorm economisch potentieel vanwege de vele voordelen en kan in de toekomst worden gebruikt voor de productie van zonnecellen, displays en microchips.
Er zijn verschillende soorten grafeen, die ook verschillende productietechnieken vereisen. In dit artikel laten we je kort kennismaken met de verschillende soorten grafenen.
Monolaag grafeen
Monolaag grafeen is de zuiverste vorm van grafeen. Het bestaat uit een 2D zeshoekig rooster van koolstofatomen.
Enkellaags grafeen (FLG) of meerlaags grafeen (MLG)
Dit zijn gewoon meerdere lagen grafeenlagen. Hoe meer lagen grafeen er zijn, hoe meer de thermische geleidbaarheid afneemt. MLG is geschikt als composietmateriaal en als mechanische wapening.
Grafeenoxide (GO)
Grafeenoxide wordt gesynthetiseerd uit grafietpoeder door een gemodificeerd Hummers-proces. Het is bijzonder geschikt voor gebruik in flexibele elektronica, vloeibare kristalapparaten, chemische sensoren en als indiumtinoxidevervanger, vooral voor touchscreen-apparaten.
Gereduceerd grafeenoxide (rGO)
Gereduceerd grafeenoxide (rGO) is ideaal voor geleidende inkten. Het wordt op dezelfde manier geproduceerd als grafeenoxide.
Grafietoxide
Grafietoxide is een voorloper van grafeenoxide (GO). Vroeger heette het grafietzuur. Het kan worden verkregen uit grafiet onder invloed van sterke oxidanten. In de jaren 2000 werd grafietoxide interessant als mogelijke voorloper voor de productie van grafeen.
Graphite Nanoplatelets, Graphite Nanosheets, Graphite Nanoflakes
Grafietnanoplaatjes, grafietnanolagen en grafietnanovlokken zijn 2D-grafietmaterialen met een dikte en/of dwarsdoorsnede van minder dan 100 nanometer. Ze zijn bij uitstek geschikt voor elektrisch geleidende composietmaterialen.
Productiemethoden
Vanwege de snel groeiende belangstelling voor grafeen heeft de ontwikkeling een hele reeks verschillende productiemethoden opgeleverd. De belangrijkste syntheseprocessen van grafeen zijn:
- Reductie van grafeenoxide
- Chemische en mechanische exfoliatie
- Chemische dampafzetting (CVD)
- Epitaxiale groei op siliciumcarbide
