그래핀의 천연 공급원에는 주로 흑연과 메탄 가스가 포함됩니다. 자연적으로 발생하는 광물인 흑연은 흑연에서 그래핀을 기계적으로 박리하는 '하향식' 그래핀 생산 방법의 주요 공급원 역할을 합니다. 반면 메탄 가스는 그래핀 합성에 필요한 탄소 공급원을 제공하는 '상향식' 방법, 특히 화학기상증착(CVD)에서 광범위하게 사용됩니다.
공급원으로서의 흑연:
흑연은 쌓인 그래핀 층으로 구성된 결정 형태의 탄소입니다. '하향식' 접근 방식에서는 접착 테이프나 기타 기계적 수단을 사용하여 그래핀 층을 벗겨내는 과정인 기계적 박리를 통해 흑연에서 그래핀을 추출합니다. 2004년 Andre Geim과 Kostya Novoselov가 처음 시연했던 이 방법은 대량 생산에 대한 확장성이 제한적이기 때문에 주로 연구 목적으로 사용됩니다. 박리된 그래핀은 에너지 저장, 폴리머 복합재, 코팅 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다.원천으로서의 메탄:
탄화수소 가스인 메탄은 그래핀 합성을 위한 CVD 공정에서 가장 많이 사용되는 탄소 공급원입니다. 이 방법에서는 구리나 니켈과 같은 금속 촉매 표면에서 고온으로 메탄을 분해하여 그래핀 층을 형성합니다. 메탄은 그래핀의 성장에 필요한 탄소 원자를 공급하기 때문에 그 역할이 매우 중요합니다. CVD 공정을 통해 대면적의 고품질 그래핀 필름을 생산할 수 있으며, 이는 특히 전자제품과 같은 상업적 응용 분야에 필수적인 요소입니다.
촉매 및 기타 고려 사항:
