Los científicos solían fabricar membranas a base de grafeno en laboratorio en pequeños lotes. Sin embargo, un nuevo avance permite a los investigadores obtener rollos largos de grafeno de alta calidad. El proceso de fabricación industrial puede producir cinco centímetros de grafeno de alta calidad por minuto. El tramo más largo fue de casi cuatro horas, y generó alrededor de 10 metros de grafeno continuo.
El MIT llama al desarrollo “la primera demostración de un método industrial y escalable para la fabricación de grafeno de alta calidad que se adapta para su uso en membranas que filtran una variedad de moléculas“. Estas membranas pueden usarse, por ejemplo, en la desalinización. Los investigadores se basaron en el enfoque industrial común de rollo a rollo mezclado con la deposición química de vapor o CVD, una técnica común en la fabricación de grafeno.
Su sistema está formado por dos carretes unidos por una cinta transportadora que pasa por un horno.
Funciona de la siguiente manera: “El primer carrete despliega una larga tira de lámina de cobre, de menos de un centímetro de ancho. Cuando entra en el horno, la lámina se alimenta primero a través de un tubo y luego a través de otro, en un diseño de “zona dividida”. Mientras la lámina rueda a través del primer tubo, se calienta hasta una cierta temperatura ideal, momento en el que está lista para rodar a través del segundo tubo, donde los científicos bombean en una proporción especifica metano y gas hidrógeno, que se depositan en la lámina caliente para producir grafeno”.
Funciona de la siguiente manera: “El primer carrete despliega una larga tira de lámina de cobre, de menos de un centímetro de ancho. Cuando entra en el horno, la lámina se alimenta primero a través de un tubo y luego a través de otro, en un diseño de “zona dividida”. Mientras la lámina rueda a través del primer tubo, se calienta hasta una cierta temperatura ideal, momento en el que está lista para rodar a través del segundo tubo, donde los científicos bombean en una proporción especifica metano y gas hidrógeno, que se depositan en la lámina caliente para producir grafeno”.
Al salir, el grafeno se debe sustentar en algo, porque si no se enrolla en sí mismo. Para solucionar este problema, se sustituye a mano el cobre por un polímero poroso, que permite al grafeno sostenerse.
El sistema es muy interesante dada la flexibilidad del proceso. Se puede fabricar grafeno de distintas calidades y usos.
El profesor asociado de ingeniería mecánica del MIT, John Hart, dijo: “Necesitamos integrar más automatizaciones en la línea de fabricación. Por ahora, hemos demostrado que este proceso se puede escalar, esperando que esto aumente la confianza y el interés en las tecnologías de membranas basadas en grafeno, proporcionando un camino hacia la comercialización“.
La revista Applied Materials and Interfaces publicó el trabajo. Científicos de la Universidad de Vanderbilt, el Instituto de Tecnología de California y la Universidad Nacional de Singapurcontribuyeron a esta investigación.
fuente: MIT News