นับตั้งแต่การค้นพบและโดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2010 กราฟีนได้รับการพิจารณาว่าเป็นวัสดุมหัศจรรย์ใหม่สําหรับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ นี่เป็นเพราะมันเบาแข็งแรงเกือบโปร่งใสยืดหยุ่นและดังนั้นจึงถือเป็นสิ่งทดแทนอินเดียมดีบุกออกไซด์ (ITO) ที่เทียบเท่า ซึ่งมีการขอผู้สมัครทดแทนมาเป็นเวลานาน

นี่เป็นเพราะเงินฝากอินเดียมธรรมชาติมี จํากัด อย่างรุนแรงและการผลิตก็ค่อนข้างแพงเช่นกัน นอกจากนี้ ITO ยังเป็นวัสดุที่ค่อนข้างแข็ง ด้วยเหตุนี้การใช้งานแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นและใหม่จึงไม่สามารถทําได้อีกต่อไป

กราฟีนมีประสิทธิภาพเหนือกว่า ITO

กราฟีนจะตอบสนองและเกินความคาดหมายทั้งหมด อย่างไรก็ตามการผลิตกราฟีนที่คุ้มค่ายังคงเป็นความท้าทายที่สําคัญต่อเศรษฐกิจ เพราะกราฟีนไม่ได้เติบโตบนต้นไม้และไม่สามารถขุดขึ้นมาที่ไหนสักแห่งได้ มีโครงการวิจัยมากมายทั่วโลกและสหภาพยุโรปสนับสนุนบางส่วนด้วยทรัพยากรทางการเงิน แต่ยังไม่มีกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมที่ช่วยให้การผลิตกราฟีนขนาดใหญ่ที่คุ้มค่า

คุณภาพเทียบกับราคา

กระบวนการก่อนหน้านี้สําหรับการผลิตกราฟีนแตกต่างกันอย่างมากในด้านคุณภาพหรือราคา แน่นอนขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันที่ต้องการคุณไม่จําเป็นต้องมีคุณภาพดีเสมอไปและสามารถประนีประนอมกับราคาได้ อย่างไรก็ตามในระยะยาวมันเป็นสิ่งสําคัญสําหรับเศรษฐกิจที่จะพัฒนาขั้นตอนที่สม่ําเสมอซึ่งรับประกันราคาการผลิตที่ต่ํา

วิดีโอแสดงการผลิตกราฟีน

ตัวอย่างเช่นกราฟีนออกไซด์ (GO) มีราคาถูกค่อนข้างเป็นผงและสามารถใช้สําหรับการใช้งานในเทคโนโลยีชีวภาพ (เช่นสําหรับการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ) อย่างไรก็ตามเนื่องจากคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันไม่ดีพอสําหรับแบตเตอรี่หน้าจอสัมผัสที่ยืดหยุ่นเซลล์แสงอาทิตย์หรือไฟ LED จึงไม่อยู่ในมือที่ดีในพื้นที่การใช้งานดังกล่าว

จากนั้นมีกราฟีนที่โค้งงอด้วยกลไก ซึ่งมีเกล็ดขนาดเล็กคุณภาพสูงและมีคุณสมบัติทางกายภาพที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตามไม่สามารถผลิตพื้นที่ขนาดใหญ่สําหรับการใช้งานที่เหมาะสมด้วยต้นทุนต่ํา

ขั้นตอน CVD มาก่อน

ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการผลิตโดยใช้กระบวนการ CVD ซึ่งให้คุณภาพที่ดีเพียงพอสําหรับการใช้งานกราฟีนเกือบทุกชนิด แต่ที่นี่เช่นกันราคาขึ้นอยู่กับปริมาณการผลิตที่ใช้และพื้นผิวที่ใช้ (เช่นพื้นผิวทองแดงหรือเงิน ฯลฯ ) อย่างไรก็ตามมีวิธีการต่าง ๆ สําหรับการสังเคราะห์กราฟีนขนาดใหญ่ การสะสมไอสารเคมีซึ่งเราได้รายงานไปแล้วในบทความเก่าได้พิสูจน์แล้วว่ามีแนวโน้มในอนาคต

ผล

เราอยากรู้ว่าท้ายที่สุดแล้วประเทศใดจะเป็นประเทศแรกที่พัฒนากระบวนการผลิตที่ผ่านได้ ท้ายที่สุดราคากราฟีนก็ยังไม่สูงเท่าที่คาดหวังจากเทคโนโลยีรุ่นใหม่เช่นนี้ และมีการสนับสนุนทางการเงินมากมายจากสหภาพยุโรปเพื่อให้แน่ใจว่ามีความคืบหน้าอย่างรวดเร็วในด้านนี้

Christian Kühn

Christian Kühn

อัพเดทเมื่อ: 07. December 2023
เวลาอ่านหนังสือ: 4 minutes