Produktion von Graphen im industriellen Maßstab
Wissenschaftler des Trinity College in Dublin haben eine Methode zur Herstellung von Graphen entwickelt, die auf industrielle Maßstäbe skaliert werden kann. Kernstück ist das Mischen von Graphit mit geeigneten Flüssigkeiten bei hohen Schergeschwindigkeiten.
Graphen besteht, vereinfacht gesprochen, aus einer einzigen Graphit-Lage, in der sp²-hybridisierter Kohlenstoff eine zweidimensionale Anordnung an Sechsecken ausbildet. Zu seiner Herstellung müssen einzelne Schichten von Graphit abgeblättert werden, ein Vorgang, der in der Fachsprache Exfoliation heißt. Einem Team um Jonathan Coleman vom Trinity College in Dublin gelang dies durch eine sehr einfache Methode: Sie mischten Graphit mit hoher Schergeschwindigkeit in einer geeigneten Flüssigkeit und erhielten auf diese Weise eine Dispersion von Graphen-Nanoflocken. Untersuchungen mit Photoelektronen- und Raman-Spektroskopie wiesen diese als nicht oxidiert und defektfrei aus.
Modellrechnungen zeigten, dass die Exfoliation ab einem Geschwindigkeitsgefälle von 104s-1 einsetzt. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass mit dieser Methode auch Graphen auch in großen Maßstäben bis hinauf zu mehreren hundert Litern hergestellt werden kann. Auch andere Schichtkristall wie Bornitrid oder Molybdänsulfid können in dieser Weise behandelt werden.
