Descrizione del progetto
Sintesi e separazione continue di materiali 2D esotici utilizzando un catalizzatore liquido
Immagina di sciogliere una candela e lasciare che le gocce cadano su un pezzo di carta vetrata a motivi per raffreddarle invece di farle cadere in una ciotola d’acqua. Chiaramente, recuperarle quasi intatte o non danneggiate sarà molto più facile dalla superficie dell’acqua che dalla superficie della carta vetrata ruvida. Questo è un modo per descrivere ciò che accade attualmente con i materiali 2D ad alta tecnologia che vengono adsorbiti dalla loro fase gassosa su catalizzatori solidi. La sintesi e il successivo trasferimento di questi materiali si traduce in numerosi difetti, contaminazioni e stress meccanici, compromettendone le proprietà molto ricercate. Il progetto DirectSepa, finanziato dall’UE, sta introducendo catalizzatori metallici liquidi per sostituire quelli solidi in questi processi. La tecnologia promette velocità e qualità di produzione senza precedenti e potrebbe inaugurare una nuova era di innovazione per i materiali 2D.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-EIC-FETPROACT-2019
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
2311 EZ Leiden
Paesi Bassi