Graphene

Posted on

Showing all 8 results

grafeeni – on kaksiulotteinen allotrooppinen muunnos hiilestä, joka muodostuu yhden atomin paksuisesta hiiliatomikerroksesta Sp 2-hybridisaation tilassa ja on yhteydessä σ-ja π – sidokset kuusikulmiossa kaksiulotteinen kidehila. Grafeeni on viime vuosina tullut yksi intensiivisesti tutkituista materiaaleista. Tämä johtuu sen ainutlaatuisista sähköisistä, sähkökemiallisista, optisista, mekaanisista ja sorptioominaisuuksista. Grafeenin sovelluksia ovat elektroniikka, katalyysi, anturien valmistus, kondensaattorit, ratkaisu erilaisiin biolääketieteellisiin tehtäviin.

grafeenilla on suuri mekaaninen lujuus ja sen ominaispinta-ala on erittäin suuri ja käytettävissä (teoreettinen arvo 2630 m 2 / g 237) sekä korkea sähkönjohtavuus, mikä tekee tästä hiilinanomateriaalista ainutlaatuisen. Grafeeni voi olla grafeenijauheen tai grafeenin dispersion muodossa sekä pelkistynyt sen hapettuneesta muodosta. Erityisen kiinnostava on grafeeni, joka on talletettu CVD-menetelmällä erilaisista materiaaleista valmistetuille alustoille.

grafeenin Kustannusmuutokset ja vaikutus

grafeenia on tutkittu paljon sen löytymisestä vuonna 2004 lähtien ja siksi grafeenin kustannukset muuttuvat paljon. Nykyään sitä pidetään yhtenä lupaavimmista materiaaleista, jotka lopulta korvaavat muita materiaaleja, kuten piitä tai ITO: ta ja antavat meille mahdollisuuden edistää nykyisiä teknologioitamme vallankumouksellisella tavalla.

grafeenimarkkinat ovat tuolloin maailman nopeimmin kasvavia korkean teknologian markkinoita. Globaalien Grafeenimarkkinoiden tuotot kasvavat 35 prosentin vuosittaisella kasvuvauhdilla (Compound Annual Growth, CAGR), ja markkinoiden on arvioitu nousevan 278 miljoonaan Yhdysvaltain dollariin vuoteen 2020 mennessä. Grafeenimarkkinoita hallitsevat vielä tänäkin päivänä tutkimus & kehitysyhtiöt, mutta tämän odotetaan muuttuvan, kun suuret korkean teknologian yritykset eri puolilta maailmaa alkavat ottaa grafeeniteknologiaa käyttöön tuotteissaan. Roll able-näytöt, puolijohteet, paristot – vain muutamia mainitakseni – ovat luomassa valtavan tilan grafeenille ja sen johdannaiselle kaupallisilla markkinoilla.

näyttää ilmeiseltä, että tämä kaksiulotteinen kristalli on tulevaisuuden teknologiaa, mutta milloin tulevaisuus alkaa? Se voi olla vuoden tai viiden vuoden päästä tai jopa enemmän – kukaan ei voi sanoa varmasti. Jos kuitenkin tarkastelemme grafeenin kasvuvauhtia markkinoilla, on lähes mahdotonta kieltää, etteikö se pääsisi kaupalliselle alalle, koska sen kustannukset laskevat edelleen räjähdysmäisesti. On jopa odotettavissa, että grafeenikustannusten dramaattinen lasku tekee grafeenista pian halvempaa kuin

pii.

grafeenin kustannusvaikutus

mikä siis tarkalleen vaikuttaa bulkkigrafeenin hintaan? Grafeenin hintaan vaikuttaa useita tekijöitä, mutta tärkeimmät ovat materiaalin laatu /puhtaus sekä sen tuotannossa käytetty tekninen prosessi.

esimerkiksi kuuluisalla Scotch tape-menetelmällä (jota kutsutaan myös kuorintamenetelmäksi) voidaan tuottaa jonkin verran korkealaatuista grafeenia, jota tulee pieniä määriä niin sanottuja hiutaleita. Nämä Grafeenihiutaleet osoittavat parhaat fysikaaliset ominaisuudet, kuten korkea puhtaus, mekaaninen lujuus ja sähköinen johtuminen. Menetelmän haittapuolena on, että kuorittua grafeenia tulee yleensä noin muutama hiutalesenttimetri ja tällaisen grafeenin hinta voi olla noin useita tuhansia euroja hiutaleelta.

suurempien Grafeenimäärien tuottamiseksi voidaan käyttää muita menetelmiä. Grafeenin happi-ja vetymolekyylejä lisäämällä valmistettava grafeenioksidi on suhteellisen halpaa ja liukoista grafeenin muotoa, joka maksaa noin 400€ litralta. Grafeenioksidia voidaan toteuttaa kaikkialla, missä korkealaatuista grafeenia ei tarvita. Heikkojen sähköisten ominaisuuksiensa vuoksi se ei kuitenkaan sovellu akkuihin, näyttöihin tai muihin elektronisiin laitteisiin.

muuta menetelmää grafeenin saamiseksi kutsutaan CVD: ksi (Chemical Vapor Deposition). Tällä menetelmällä voidaan tuottaa suhteellisen korkealaatuista grafeenia luomalla reaktiokammioissa yksikerroksisia kaasuja substraatille. Vaikka tämä menetelmä on tullut kustannustehokkaampi viime vuosina, sen suurin haitta on, että se luo paljon kemiallisia tuotteita, jotka voivat olla myrkyllisiä ihmiskeholle. CVD-grafeeni tulee pieninä yksikerroksisina kalvoina, jotka maksavat 50-1000€ riippuen kalvon koosta.

grafeenin hinta ei ole yhtenäinen, ja se vaihtelee tuotteen laadun sekä lopputuotteen valmistustavan mukaan. Kaiken kaikkiaan hinnat ovat yksi tärkeimmistä argumenteista grafeenin tutkijoiden ja valmistajien keskuudessa. Grafeenikustannusten muutosta ei myöskään voi varmuudella ennustaa, koska sen kohtalo ei ole jonkin viranomaisen käsissä, vaan markkinoiden näkymättömissä käsissä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.