Il grafene diventa prodotto di consumo
Le proprietà del grafene hanno aperto nuove strade di ricerca in diversi settori, dalla fisica delle particelle ad alta energia all’optoelettronica e all’energia. Il principale ostacolo al trasferimento della ricchezza di innovazione dal laboratorio di ricerca al mercato deriva dalla mancanza di tecniche di produzione adatte su larga scala. Il progetto GRAFOL (Graphene chemical vapour deposition: Roll to roll technology), finanziato dall’UE, è stato avviato per risolvere questo problema, combinando una comune tecnica di produzione di massa con un’efficace tecnica di coltivazione del grafene e l’utilizzo della spettroscopia avanzata per valutare tale coltivazione. Risultato chiave di GRAFOL è stato lo sviluppo di uno strumento di produzione roll-to-roll (R2R) in grado di produrre grandi fogli di grafene su scala industriale. Operando a pressione atmosferica e a ridotta temperatura, il processo è stato identificato come il percorso migliore verso la produzione a basso costo di questo materiale di carbonio monostrato. Oltre allo sviluppo di uno strumento di R2R, il team del progetto ha adattato il metodo della deposizione di vapore chimico (CVD) per coltivare a basso costo lotti di grafene monostrato o a più strati su wafer di silicio di 300 mm di diametro – la dimensione standard attualmente utilizzata nell’industria dei semiconduttori. Questo sviluppo permesso al team di integrare fotomodulatori e fotorivelatori basati sul grafene in una piattaforma fotonica di silicio. I partner del progetto hanno anche prodotto una piattaforma spintronica, un transistor a effetto di campo basato sul grafene e un LED organico funzionante utilizzando alcuni strati di grafene come alternativa al costoso ossido di indio-stagno. Inoltre sono stati realizzati un sistema nanoelettromeccanico a radiofrequenza e alcuni sensori basati sul grafene. Infine, la coltivazione di foreste di nanotubi di carbonio (CNT) sul grafene e la crescita verticale ad alta densità di CNT con eccellenti contatti potrebbe formare la base di una nuova generazione interamente in carbonio di tecnologia di interconnessione 3D. GRAFOL ha creato la crescita di grafene CVD tramite la lavorazione R2R, come tecnica produttiva realizzabile su larga scala, aprendo le porte alla commercializzazione di molti nuovi prodotti. Nel suo ruolo di pioniere per la dimostrazione della realizzabilità di una tale tecnologia di produzione, l’UE raccoglierà importanti benefici economici dalla sua posizione di leadership mondiale.
Parole chiave
Grafene, scala industriale, GRAFOL, deposizione di vapori chimici, roll-to-roll
