p A promessa do grafeno como material para novos tipos de dispositivos eletrônicos, entre outros usos, tem levado pesquisadores de todo o mundo a estudar o material em busca de novas aplicações. Mas uma das maiores limitações para um uso mais amplo do forte, leve, o material altamente condutor tem sido o obstáculo da fabricação em escala industrial. p Trabalho inicial com o material de carbono, que forma uma malha em escala atômica e tem apenas um átomo de espessura, tem contado com o uso de pequenos flocos, normalmente obtido removendo rapidamente um pedaço de fita adesiva de um bloco de grafite - um sistema de baixa tecnologia que não se presta à manufatura. Desde então, o foco mudou para fazer filmes de grafeno em folha de metal, mas os pesquisadores têm enfrentado dificuldades para transferir o grafeno da folha para substratos úteis.

p Agora, pesquisadores do MIT e da Universidade de Michigan descobriram uma maneira de produzir grafeno, em um processo que pode ser ampliado, fazendo grafeno diretamente em materiais como grandes folhas de vidro. O processo é descrito, em um artigo publicado esta semana na revista Relatórios Científicos , por uma equipe de nove pesquisadores liderados por A. John Hart do MIT. Os principais autores do artigo são Dan McNerny, um ex-pós-doutorado do MIT que agora está em Michigan, e Viswanath Balakrishnan, um ex-pós-doutorado do MIT que agora está no Instituto Indiano de Tecnologia.

p Atualmente, a maioria dos métodos de fazer grafeno primeiro faz crescer o material em uma película de metal, como níquel ou cobre, diz Hart, Professor Associado de Engenharia Mecânica da Mitsui Career Development. "Para torná-lo útil, você tem que retirá-lo do metal e colocá-lo em um substrato, como uma pastilha de silício ou uma folha de polímero, ou algo maior como uma placa de vidro, "ele diz." Mas o processo de transferência tornou-se muito mais frustrante do que o processo de cultivo do grafeno em si, e pode danificar e contaminar o grafeno. "

p O novo trabalho, Hart diz, ainda usa um filme de metal como modelo, mas em vez de fazer grafeno apenas em cima do filme de metal, faz grafeno na parte superior e inferior do filme. O substrato, neste caso, é o dióxido de silício, uma forma de vidro, com uma película de níquel em cima.

p Usando deposição de vapor químico (CVD) para depositar uma camada de grafeno no topo do filme de níquel, Hart diz, produz "não apenas grafeno no topo [da camada de níquel], mas também na parte inferior. "O filme de níquel pode então ser removido, deixando apenas o grafeno em cima do substrato não metálico.

p Por aqui, não há necessidade de um processo separado para anexar o grafeno ao substrato pretendido - seja uma grande placa de vidro para uma tela de exibição, ou um fino, material flexível que poderia ser usado como base para um peso leve, célula solar portátil, por exemplo. "Você faz o CVD no substrato, e, usando nosso método, o grafeno fica para trás no substrato, "Hart diz.

p Além dos pesquisadores de Michigan, onde Hart ensinou anteriormente, o trabalho foi feito em colaboração com um grande fabricante de vidro, Guardian Industries. "Para atender às necessidades de fabricação, deve ser muito escalonável, "Diz Hart. A empresa atualmente usa um processo de flutuação, onde o vidro se move a uma velocidade de vários metros por minuto em instalações que produzem centenas de toneladas de vidro todos os dias. “Fomos inspirados pela necessidade de desenvolver um processo de fabricação escalável que pudesse produzir grafeno diretamente em um substrato de vidro, "Hart diz.

p O trabalho ainda está em um estágio inicial; Hart adverte que "ainda precisamos melhorar a uniformidade e a qualidade do grafeno para torná-lo útil". Mas o potencial é grande, ele sugere:"A capacidade de produzir grafeno diretamente em substratos não metálicos pode ser usada para monitores de grande formato e telas sensíveis ao toque, e para janelas 'inteligentes' que têm dispositivos integrados como aquecedores e sensores. "

p Hart acrescenta que a abordagem também pode ser usada para aplicações de pequena escala, como circuitos integrados em bolachas de silício, se o grafeno pode ser sintetizado em temperaturas mais baixas do que as usadas no presente estudo.

p "Este novo processo é baseado na compreensão do crescimento do grafeno em conjunto com a mecânica do filme de níquel, "ele diz." Nós mostramos que esse mecanismo pode funcionar. Agora é uma questão de melhorar os atributos necessários para produzir um revestimento de grafeno de alto desempenho. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.