그래핀 제조 방법은 크게 '하향식'과 '상향식'의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
'하향식' 접근 방식은 흑연의 박리를 포함합니다.
'상향식' 접근 방식은 주로 화학 기상 증착(CVD)을 통해 기체 탄소 공급원으로부터 그래핀을 성장시키는 것입니다.
4가지 주요 방법 설명
1. 하향식 방법
'하향식' 방법은 주로 흑연의 기계적 또는 화학적 박리를 통해 그래핀 층을 분리하는 방식입니다.
이 방법은 종종 그래핀 분말과 나노 입자를 생산하는 데 사용됩니다.
이러한 제품은 에너지 저장, 폴리머 복합재, 코팅 및 열 관리와 같은 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
'하향식' 접근 방식은 단순하고 다양한 매체에 쉽게 분산할 수 있는 분말 형태의 그래핀을 생산할 수 있다는 장점이 있습니다.
2. 상향식 방법
'상향식' 방법, 특히 CVD는 고품질 그래핀을 생산하기 위해 가장 인기 있고 산업적으로 관련성이 높은 기술입니다.
CVD는 금속 기판에서 고온으로 탄소 함유 가스를 분해한 후 냉각 과정을 거쳐 탄소 원자가 표면에 그래핀 층을 형성하도록 합니다.
이 방법은 대면적의 균일한 그래핀 필름을 생산할 수 있어 전자 제품 응용 분야에 필수적입니다.
CVD 공정에서는 생산된 그래핀의 품질을 보장하기 위해 가스 양, 압력, 온도, 지속 시간과 같은 파라미터를 세심하게 제어해야 합니다.
최근 구리 호일 및 롤투롤(R2R) 공정의 사용과 같은 CVD의 발전으로 길이와 폭이 거의 무제한인 그래핀 필름의 대량 생산이 가능해져 대규모 산업 애플리케이션에 적합합니다.
3. 실리콘 카바이드(SiC)의 승화
실리콘 카바이드 승화는 실리콘을 고온으로 가열하여 실리콘을 제거하고 그래핀 층을 남기는 고비용의 방법입니다.
4. 기계적 각질 제거
김과 노보셀로프가 입증한 기계적 박리는 확장성이 제한적이기 때문에 주로 기초 연구 및 연구에 사용됩니다.
요약하면, 그래핀의 준비에는 각각 고유한 장점과 한계가 있는 다양한 방법이 포함됩니다.
방법의 선택은 원하는 응용 분야와 필요한 생산 규모에 따라 달라집니다.
특히 전자 응용 분야에서 고품질 그래핀을 대량으로 생산할 수 있는 가장 유망한 방법은 CVD입니다.
'하향식' 방법은 분말 또는 나노 입자 형태의 그래핀이 필요한 애플리케이션에 더 적합합니다.
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