Description du projet
Synthèse et séparation de matériaux 2D exotiques à l’aide d’un catalyseur liquide
Imaginez que vous fassiez fondre une bougie et que vous laissiez tomber quelques gouttes sur un morceau de papier de verre présentant des motifs en surface et d’autres dans un bol d’eau. Il est évident qu’il sera beaucoup plus facile de les récupérer à la surface de l’eau que sur le papier de verre rugueux. C’est une manière de décrire ce qui se passe actuellement avec les matériaux 2D de haute technologie qui sont adsorbés sur des catalyseurs solides à partir de leur phase gazeuse. La synthèse et le transfert ultérieur de ces matériaux entraînent de nombreux défauts, une contamination et des contraintes mécaniques, compromettant ainsi leurs propriétés très prisées. Le projet DirectSepa, financé par l’UE, introduit des catalyseurs à base de métal liquide pour remplacer leurs homologues solides dans ces procédés. Cette technologie promet une vitesse et une qualité de production incomparables, et pourrait inaugurer une nouvelle ère en matière d’innovation pour les matériaux 2D.
Objectif
Two-dimensional materials (2DMs) such as graphene, germanene, h-BN, transition metal dichalcogenides and others are currently amongst the most intensively studied classes of materials that hold great promise for future applications in many technological areas. However, the main hurdle against practical utilization of 2DMs is the lack of effective mass production and transfer techniques of high-quality 2DMs to satisfy the growing demands for scientific and technological applications. The current state-of-the-art synthesis method of 2DMs involves the adsorption of gas-phase precursors on a solid catalyst. This process is slow by nature, inefficient, and environmentally unfriendly. The produced 2DMs are often defective, contaminated, and suffering from very high residual stress, compromising their unique physio-chemical properties for the expected applications. During our ongoing FET-Open project of LMCat, we have studied a radically new synthesis method for growing 2DMs which employed a liquid metal catalyst (LMCat) instead of a solid one. Our recent experimental and theoretical evidence suggests that using LMCats bears the prospect of 2DMs with unprecedented quality and production speed. The major success of this project has motivated us to follow up on this via this industrially oriented proposal with the aim of demonstrating the possibility of continuous graphene production via performing its simultaneous growth and its direct separation from the LMCat. This is to increase the technology readiness level from TRL2 in the current FET-Open project of LMCat to TRL4 at the end of the proposed FET-Proact project of DirectSepa. To tackle the unprecedented challenge of direct separation, a multidisciplinary scientific and technological consortium with ample experience in this due to its past involvement with the FET-Open LMCat project, was put together. Success of the DirectSepa project has the potential to revolutionize the 2DM production market.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
2311 EZ Leiden
Pays-Bas