Kraków: naukowcy z UJ opracowali nową metodę wytwarzania nanografenu na materiałach niemetalicznych

Nową metodę wytwarzania nanografenu na materiałach niemetalicznych, która jest nieskomplikowana i ekonomiczna, opracowali naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Umożliwia ona projektowanie materiałów przyszłości wykorzystywanych w elektronice, telekomunikacji czy medycynie.

Współtwórca nowej metody, dr inż. Rafał Zuzak z Zakładu Fizyki Nanostruktur i Nanotechnologii UJ, poinformował w środę, że pozwala ona bezpośrednio pokrywać powierzchnie półprzewodników, izolatorów, w tym materiałów krzemowych, nanowstążkami i płatkami grafenowymi o określonych strukturach.

Obecnie układy nanografenowe – wyjaśnił naukowiec – syntezuje się przede wszystkim na metalach szlachetnych, by przenieść je na właściwe podłoża. Są to złożone, energochłonne i kosztowne operacje, gdzie głównym wyzwaniem pozostaje transfer uzyskanych nanostruktur grafenowych z jednego materiału na drugi. Według polskich badaczy ich metoda stanowi przełom w tym zakresie i może zostać uznana za rewolucyjną.

Nowa metoda polega na naniesieniu prekursorów grafenu (możliwe są różne sposoby) w warunkach wysokiej próżni bezpośrednio na powierzchnie materiałów niemetalicznych, które mają być pokryte nanografenowymi strukturami. Układ taki jest podgrzewany do 200-220 st. C i jednocześnie wystawiany na działanie atomowego wodoru, który pełni rolę selektywnego katalizatora reakcji powierzchniowych. W wyniku tych reakcji, prekursory przekształcają się w uporządkowane struktury nanografenowe, bez ryzyka powstawania czy nanoszenia zanieczyszczeń na pokrywanym podłożu.

Polska metoda – wskazano – eliminuje skomplikowane i kosztowne etapy obecnie stosowanych w przemyśle procesów powlekania grafenem niemetalicznych materiałów. Nie wymaga ona używania metali szlachetnych ani przenoszenia nanopowłok czy nanostruktur grafenowych z metalu na materiał docelowy.

– Co szczególnie istotne, do korzystania z tej metody nie potrzeba żadnych nowatorskich czy trudnodostępnych technologii ani materiałów. Bazujemy na dostępnych w przemyśle prekursorach grafenu oraz urządzeniach do generowania próżni i produkcji atomowego wodoru – tak zwanych crackerach. Naszym zdaniem łatwa dostępność narzędzi i prekursorów otwiera drogę do wdrożenia tej technologii do powszechnego zastosowania w przemyśle – zaznaczył dr inż. Rafał Zuzak.

Według przekazanych informacji opracowane rozwiązanie zostało objęte międzynarodową ochroną patentową i obecnie technologia jest na etapie intensywnych badań i dalszego rozwoju. Zespół pracuje nad zebraniem dodatkowych danych o możliwości skalowania procesu i jednocześnie nad dostosowaniem metody do rzeczywistych potrzeb przemysłu.

PAP