Графен существует в нескольких формах, включая отшелушенный графен, восстановленный оксид графена и графен, выращенный методом CVD. Каждая форма обладает уникальными свойствами и областью применения, при этом CVD-графен особенно предпочтителен благодаря своей масштабируемости и однородности в промышленных условиях.
Эксфолиированный графен и восстановленный оксид графена:
Эти формы графена обычно производятся по принципу "сверху вниз", начиная с графита. Эксфолиированный графен предполагает механическое отделение графеновых слоев от графита, а восстановленный оксид графена начинается как оксид графена, который затем химически восстанавливается для восстановления его проводимости. Оба вида графена используются в виде порошка и применяются в таких областях, как покрытия, пластмассы и композиты. Однако они часто имеют более низкую проводимость по сравнению с CVD-графеном и сталкиваются с проблемами при крупномасштабном производстве и достижении однородности.Графен, выращенный методом CVD:
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) - это метод "снизу вверх", при котором графен выращивается непосредственно на подложке, как правило, металлической. Этот процесс позволяет масштабировать производство на больших площадях с равномерной толщиной и отличными свойствами, что делает его идеальным для таких высокотехнологичных применений, как электроника. В настоящее время CVD-графен находится на ранних стадиях внедрения на рынок, и ожидается его значительный рост.
Другие двумерные материалы:
Помимо графена, значительный исследовательский интерес вызывают и другие двумерные материалы, такие как нитрид бора и дихалькогениды переходных металлов (ТМД), которые обладают уникальными свойствами, такими как диэлектрические характеристики и перестраиваемая полоса пропускания. Предполагается, что эти материалы можно будет собирать как "атомные лего", что потенциально откроет новые пути в материаловедении и технологиях.Проблемы в производстве графена:
Несмотря на достигнутые успехи, остаются проблемы с контролем дефектов и слоев при производстве графена. Такие дефекты, как вакансии, морщины и функциональные группы, могут влиять на свойства и применение графена. Кроме того, достижение равномерного количества слоев и контролируемого порядка укладки, особенно для многослойного графена, все еще является развивающейся областью исследований.
