Yhdysvaltalaisen MIT-yliopiston insinöörit ovat onnistuneet tekemään yhtenäistä grafeenia teollisessa prosessissa. Aiheesta uutisoi yliopisto tiedotteessaan.

Tuloksista on julkaistu artikkeli tiedelehdessä Applied Materials and Interface.

Tutkijoiden mukaan tämä on ensimmäistä kertaa aikaansaatu teollinen ja skaalautuva menetelmä, jolla voidaan tuottaa korkealuokkaista ”ihmeaineeksi” usein kutsuttua grafeenia. Menetelmällä voidaan tehdä räätälöitävää materiaalia käytettäväksi kalvoissa, jotka suodattavat monenlaisia molekyylejä.

Grafeenikalvoa voisi hyödyntää esimerkiksi suolanpoistossa, biologisessa erottelussa ja muissa sovelluskohteissa.

Tutkijoiden lähtökohtana oli, että mikäli grafeenia aiotaan koskaan hyödyntää kaupallisesti, sitä on pystyttävä tuottamaan suuria määriä, nopeasti ja luotettavasti.

Lopputuloksena oli rullalta rullalle -menetelmä. Se koostuu kahdesta rullasta, joiden välillä on liukuhihna.

Lähettävä rulla syöttää alle sentin levyistä kuparikalvoa, joka kulkee pienen uunin lävitse. Siellä se kulkee ensin yhden ja sitten toisen putken läpi.

Kun kuparikalvo rullautuu ensimmäisen putken läpi, se lämpenee tiettyyn sopivaan lämpötilaansa. Sen jälkeen se on valmis rullautumaan toisen putken läpi. Tuossa vaiheessa tutkijat pumppasivat siihen metaani- ja vetykaasua, jotka kiinnittyvät lämmitettyyn kalvoon tuottamaan grafeenia.

”Grafeeni alkaa muodostua pieninä saarekkeina, jotka kasvavat yhteen ja muodostavat yhtenäisen arkin. Kun se on valmis uunista, sen pitäisi peittää yhtenä kerroksena kalvo, ikään kuin katkeamattomana pizzapohjana”, kuvaa apulaisprofessori John Hart MIT:n tiedotteessa. Hän toimi kehitystyössä vanhempana tutkijana.

Kun grafeeniarkki valmistuu uunista, se rullataan toiselle puolalle. Tutkijat kertovat onnistuneensa valmistamaan korkeatasoista grafeenia viiden senttimetrin minuuttivauhdilla.

Pisin koe kesti lähes neljä tuntia. Tuona aikana laitteisto sai aikaan noin kymmenen metriä yhtenäistä grafeenia.