Gør drømme til virkelighed:Gør grafen af ​​plast?

Graphene får stor opmærksomhed, kaldte et "undermateriale" med stor ledningsevne, fleksibilitet og holdbarhed. Imidlertid, grafen er svært at finde på grund af det faktum, at dets fremstillingsproces er kompliceret og masseproduktion ikke mulig. For nylig, et indenlandsk forskerhold udviklede et kulstofmateriale uden kunstige defekter, der almindeligvis findes under fremstillingsprocessen af ​​grafen, samtidig med at dets originale egenskaber bevares. Det nyudviklede materiale kan bruges som erstatning for grafen i solceller og halvlederchips. Yderligere, den udviklede proces er baseret på den kontinuerlige og masseproducerede proces af kulfiber, gør det meget lettere for kommercialisering i fuld skala. I anerkendelse af den innovative tilgang, forskningen blev introduceret på forsiden af Nanoskala , et højt indvirkende peer-reviewed tidsskrift inden for nanovidenskab.

Forskergruppen ledet af Dr. Han-Ik Joh på KIST sammen med Dr. Seok-In Na ved Chonbuk National University og Dr. Byoung Gak Kim ved KRICT syntetiserede carbon nanosheets svarende til grafen ved hjælp af polymer, og brugte direkte de transparente elektroder til organiske solceller. Forskningsresultatet blev introduceret i Nanoskala , et tidsskrift for Royal Society of Chemistry i Storbritannien under titlen "One-step Synthesis of Carbon Nanosheets Converted from a Polycylic Compound and their Direct Use as Transparent Electrodes of ITO-free Organic Solar Cells" og blev udvalgt som en forsidehistorie i den 21. januar udgave som anerkendelse for disse innovative og fremragende forskningsresultater.

At fremstille grafen af ​​høj kvalitet i stort volumen, CVD (chemical vapour deposition)*-metoden er meget udbredt. Imidlertid, denne metode kræver intensiv efterbehandling (overførselsproces), da den skal fjerne brugt metal efter fremstillingsprocessen og flytte den fremstillede grafen til en anden plade, f.eks. et solcellesubstrat. I denne proces forringes kvaliteten hurtigt, da den er tilbøjelig til rynker eller revner.

CVD (Chemical Vapor Deposition):Det er en metode til fremstilling af grafen på plade af metalfilm, der fungerer som en katalysator. Det fremstiller materialet ved at blæse ud gas kaldet kildegassen på brættet. Når det er gjort, skal metallet fjernes, og grafen skal transporteres til et andet bord.

Forskergruppen udviklede "carbon nanosheet" i en totrinsproces, som består i at belægge underlaget med en plymeropløsning og opvarme. I betragtning af at den eksisterende proces består af 8 trin til fremstilling af grafen, den nye metode gør det meget enklere. Ud over, den nye metode kan bruges direkte som solcelle uden yderligere proces.

Forskergruppen syntetiserede en polymer med en stiv stigenstruktur, nemlig PIM-1 (Polymer of intrinsic microporosity-1) for at danne 춘 gennem simpole-processen, som spin-coates på quarts-substraterne ved hjælp af PIM-1-opløsning med lysegrøn farve og derefter varmebehandlet ved 1, 200 ° C, fører til gennemsigtig og ledende CNS.

Kulstof nanopladen kan masseproduceres i en enklere proces, mens den har høj kvalitet, da den nye proces omgår de trin, der er tilbøjelige til dannelse af defekter, såsom eliminering af metalsubstratet eller overførsel af grafen til en anden plade. Det endelige produkt er lige så effektivt som grafen.

Dr. Han Ik Joh på KIST sagde:"Det forventes at blive anvendt til kommercialisering af gennemsigtige og ledende 2D kulstofmaterialer uden problemer, da denne proces er baseret på den kontinuerlige og masseproducerede proces af kulfiber."