211service.com
Wprowadzanie grafenu na rynek
Startup firma z Jessup w stanie MD ma nadzieję, że jeszcze w tym roku wprowadzi na rynek jeden z pierwszych produktów opartych na nanomateriałowym grafenie. Materiały Vorbecka produkuje przewodzące atramenty na bazie grafenu, które można wykorzystać do drukowania anten RFID i styków elektrycznych do elastycznych wyświetlaczy. Firma, która stawia na niski koszt atramentów grafenowych, ma umowę z niemieckim gigantem chemicznym BASF aw zeszłym miesiącu otrzymał 5,1 miliona dolarów finansowania od prywatnej firmy inwestycyjnej Stoneham Partners.
Grafen gnieciony: Atramenty przewodzące wykonane przez startującą firmę Vorbeck Materials zawierają pognieciony grafen. Ten obraz z mikroskopu sił atomowych jest pokolorowany, aby pokazać topografię kawałka grafenu typu używanego w tuszach; czerwone obszary są wyższe, a niebieskie niższe.
Odkąd po raz pierwszy powstał w laboratorium w 2004 roku, grafen okrzyknięto cudownym materiałem: dwuwymiarowe arkusze atomów węgla są najsilniejszym materiałem, jaki kiedykolwiek testowano, a właściwości elektryczne grafenu sprawiają, że może on zastąpić krzem w szybszych chipach komputerowych . Syntezowanie nieskazitelnego grafenu o jakości potrzebnej do produkcji tranzystorów pozostaje jednak żmudnym procesem, którego jak dotąd nie można przeprowadzić na skalę przemysłową, chociaż naukowcy pracują nad tym problemem.
Vorbeck Materials robi to, co doradca naukowy firmy Ilhan Aksay wywołuje wadliwy grafen w dużych ilościach. Chociaż właściwości elektryczne grafenu nie są wystarczająco dobre, aby wspierać tranzystory, nadal jest on mocny i przewodzący.
Firma Vorbeck Materials licencjonowała swoją metodę wytwarzania pogniecionego grafenu od Aksay, profesora inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Princeton. Vorbeck Materials twierdzi, że atramenty wykonane z tego pogniecionego grafenu są wystarczająco przewodzące i tanie, aby konkurować z atramentami srebrnymi i węglowymi stosowanymi obecnie w wyświetlaczach i antenach z tagami RFID. (Kolejny startup pracujący nad wadliwym grafenem, Energia grafenu z Austin w Teksasie używa podobnej formy materiału do produkcji elektrod do ultrakondensatorów.)
Metoda Aksaya zaczyna się od utleniania grafitu kwasami, a następnie rozdzielania go na cienkie jak atom arkusze. Rozszerzony grafit jest następnie szybko podgrzewany, tworząc gazowy dwutlenek węgla, który zwiększa ciśnienie, odpychając arkusze grafenu. Ten proces jest powszechny, mówi Aksay, ale jego grupa badawcza opracowała metody monitorowania, aby poprawić wydajność i zapewnić całkowite oddzielenie arkuszy grafenu. Arkusze są następnie podgrzewane w celu usunięcia grup tlenowych. Przewodnictwo jest zbliżone do przewodności nieskazitelnego grafenu, ale arkusze są pogniecione, więc nie układają się ponownie, mówi Aksay. Otrzymany proszek można dodać do rozpuszczalnika w celu wytworzenia atramentów lub dodać do polimerów w celu wytworzenia kompozytów, takich jak twarda guma do opon.
Większość atramentów przewodzących na rynku składa się z cząsteczek srebra. Atramenty te można drukować tanimi technikami, ale same atramenty są drogie. Srebro jest używane zamiast tańszych metali, ponieważ jest mniej podatne na utlenianie. Atramenty srebrne są bardziej przewodzące niż atrament grafenowy firmy Vorbeck, mówi prezes firmy John Lettow , ale też znacznie droższe. Muszą być również poddane obróbce cieplnej po nałożeniu, co oznacza, że nie można ich drukować na polimerach i innych materiałach wrażliwych na ciepło. Atrament grafenowy nie wymaga obróbki cieplnej i jest bardziej przewodzący niż inne oparte na węglu alternatywy dla atramentów srebrnych.
Potencjalne zastosowania atramentów, jak mówi Lettow, obejmują anteny do tanich tagów RFID drukowanych na papierze oraz styki elektryczne do wyświetlaczy. Nick Colaneri, dyrektor Elastyczne centrum wyświetlania z Arizona State University twierdzi, że przewodność atramentów może ograniczać ich zastosowanie w wyświetlaczach do urządzeń o niskiej rozdzielczości.
Vorbeck Materials prowadzi rozmowy z producentami elektroniki w celu opracowania atramentów zgodnie z ich specyfikacjami. Lettow twierdzi, że firma rozpocznie sprzedaż atramentów grafenowych do końca roku.