לעתים קרובות דיווחנו כי גרפן הוא אחד החומרים הקשים והעמידים ביותר בעולם. גרפן הוא קרוב כימי של יהלומים, פחם או גרפיט של עופרת עיפרון - רק טוב יותר.
הוא נקרא גם "חומר פלא" על ידי אנשים מסוימים, מכיוון שעם שכבה אטומית אחת בלבד, זהו אחד החומרים הדקים ביותר ביקום – פחות ממיליונית המילימטר. יש לו פוטנציאל כלכלי עצום בשל יתרונותיו הרבים והוא יכול לשמש בעתיד לייצור תאים סולאריים, צגים ושבבים.
ישנם סוגים שונים של גרפן, אשר דורשים גם טכניקות ייצור שונות. במאמר זה, נציג בפניכם בקצרה את הסוגים השונים של גרפים.
גרפן חד-שכבתי
גרפן חד-שכבתי הוא הצורה הטהורה ביותר של גרפן. הוא מורכב מסריג משושה דו-ממדי של אטומי פחמן.
גרפן רב-שכבתי (FLG) או גרפן רב-שכבתי (MLG)
אלה פשוט כמה שכבות של שכבות גרפן. ככל שיש יותר שכבות של גרפן, כך המוליכות התרמית פוחתת. MLG מתאים כחומר מרוכב וכחיזוק מכני.
תחמוצת גרפן (GO)
תחמוצת גרפן מסונתזת מאבקת גרפיט בתהליך האמר שונה. הוא מתאים במיוחד לשימוש באלקטרוניקה גמישה, התקני גביש נוזלי, חיישנים כימיים וכתחליף תחמוצת בדיל אינדיום, במיוחד עבור מכשירי מסך מגע.
תחמוצת גרפן מופחתת (rGO)
תחמוצת גרפן מופחתת (rGO) אידיאלית לצבעי דיו מוליכים. הוא מיוצר באופן דומה תחמוצת גרפן.
תחמוצת גרפיט
תחמוצת גרפיט היא קודמן של תחמוצת גרפן (GO). פעם קראו לזה חומצה גרפית. זה יכול להתקבל גרפיט תחת פעולה של מחמצנים חזקים. בשנות ה -2000, תחמוצת גרפיט הפך מעניין כמו מבשר אפשרי לייצור גרפן.
ננו-טסיות גרפיט, ננו-יריעות גרפיט, ננו-אגמים גרפיט
ננו-טסיות גרפיט, ננו-שכבות גרפיט וננו-פתיתי גרפיט הם חומרי גרפיט דו-ממדיים בעלי עובי ו/או ממד רוחבי של פחות מ-100 ננומטר. הם מתאימים באופן אידיאלי לחומרים מרוכבים מוליכים חשמלית.
שיטות ייצור
בשל העניין הגובר במהירות בגרפן, הפיתוח הפיק מגוון שלם של שיטות ייצור שונות. תהליכי הסינתזה החשובים ביותר של גרפן כוללים:
- הפחתה של תחמוצת גרפן
- פילינג כימי ומכני
- שקיעת אדים כימית (CVD)
- גידול אפיטקסיאלי על סיליקון קרביד
