¿Se sobreexcita el grafeno?

Ambos estoy de acuerdo con algunos puntos, pero también estoy en desacuerdo con las otras dos respuestas.

El grafeno no es tan exagerado, ya que generalmente los medios malinterpretan para qué se puede usar el grafeno.

El mercado más grande es el de la electrónica, pero aunque muchas fuentes de noticias afirman que el grafeno tiene nuevos componentes electrónicos, no se dan cuenta de que el problema del grafeno es que no tiene una brecha de banda, por lo que no es un semiconductor. Por lo tanto, el grafeno, en el mejor de los casos, solo puede usarse para aplicaciones “metálicas” (es decir, cableado, interconexiones, electrodos, etc.). De hecho, hay empresas en Corea que desarrollan OLED donde el grafeno es el electrodo transparente, lo que definitivamente demuestra que hay potencial para el material para trascender bancos de laboratorio.

El segundo problema es que todas las aplicaciones comerciales del grafeno se basan en el grafeno cultivado químicamente (CVD), pero la mayoría de los periódicos y los informes de noticias se refieren al grafeno exfoliado, que tiene propiedades eléctricas superiores. Esto es realmente el resultado del grafeno cultivado en cobre y luego transferido a un sustrato aislante (es decir, dióxido de silicio, zafiro u otros óxidos). El proceso de crecimiento real ya puede hacer que el grafeno monocristalino tenga un tamaño de oblea. Sin embargo, después de transferirlo a un sustrato, existen residuos de carbono polimérico / amorfo y / o defectos que surgen debido al grabado del sustrato original (cobre). Finalmente, esto reduce las propiedades eléctricas del grafeno.

Entonces, en términos simples, el grafeno realmente promete algo en electrónica que no requiere un rendimiento eléctrico extremadamente bueno (es decir, electrónica basada en TFT o tal vez algo así como baterías en las que el grafito / óxido de grafeno son electrodos comúnmente explorados).

En cuanto a las aplicaciones mecánicas, estoy de acuerdo en que puede ser un poco más difícil. El grafeno en realidad no se predice que sea estable cuando está completamente suspendido. Ingenuamente, esto se puede imaginar ya que las fuerzas moleculares fuertes harán que el grafeno se arrugue naturalmente y se pliegue sobre sí mismo para formar una masa “3D” más estable. Sin embargo, por lo que vale, hay muchas compañías deportivas que agregan “grafeno” (o derivados de grafeno) en sus productos para anunciar un rendimiento mecánico superior (piense en raquetas o esquís). Además, muchos proponen aplicaciones militares como el kevlar para el grafeno, aunque incluso si se desarrolla puede ser un poco más difícil de escuchar. La mayoría de estos se basan simplemente en agregar una dispersión de grafeno o nanopartículas de grafeno en algún material compuesto.

Así que no creo que sea del todo justo decir que no ha ido a ninguna parte. IGZO se está volviendo común como material semiconductor para pantallas, pero se desarrolló a principios de 2003. IGZO también es un material que puede cultivarse fácilmente mediante métodos escalables y más fácilmente compatible con las tecnologías tradicionales. Con eso en mente, la inversión necesaria para una “infraestructura de grafeno” y que el costo-beneficio de cambiar a grafeno para muchos materiales no vale la pena el ahorro / beneficio. Además, tenga en cuenta que si bien se descubrió el grafeno en 2004, eso fue solo a partir de grafeno exfoliado y el grafeno cultivado químicamente no estuvo disponible hasta fines de la década de 2000 / cerca de 2010.

A medida que las técnicas de crecimiento se vuelven cada vez más escalables y se resuelven más problemas de grafeno, definitivamente tiene el potencial de incorporarse a más productos. Debido a que Corea también posee muchas patentes sobre el grafeno, es inevitable que la mayoría de las tecnologías de grafeno ocurran allí, con un fuerte respaldo de compañías como Samsung.

No, en absoluto.

Todos los materiales con estructura hexagonal, como los fullerenos, el grafeno y los nanotubos (incluso el último hallazgo, el carbyne) valen la pena. Alessandro Fais tuvo una respuesta muy completa y estoy de acuerdo con todos los puntos … excepto que omitió detalles menores que ahora abordaré.

Carbon Nano encontrará su lugar en el mundo de los materiales avanzados y cambiará todo lo que tocamos hoy tan pronto como se aborden dos problemas principales:

(1) el costo y (2) escalabilidad

¿Por qué es este un problema tan grande? Bueno, como señaló Faraz Arastu (la respuesta de Faraz Arastu a ¿Son los nano tubos de carbono comercialmente viables como chalecos antibalas?) Nadie va a gastar $ 600 por gramo en cualquier cosa que necesite hacer mucho. Específicamente en este caso, el precio es lo que impide que la policía local explore chalecos de kevlar dopados con nanocarbono … solo los militares podían pagar la I + D, y han estado trabajando en ello durante un tiempo:

Optimización del rendimiento balístico de una armadura compuesta híbrida de poli-vinil-éster-matriz epoxídica reforzada con nanotubos de carbono / vidrio E

Como puede ver, esto ha sido una cosa desde 2007, incluso 2001 cuando era estudiante universitario. Sin embargo, un reciente desarrollo chino está acercando esto a una realidad:

Los nanotubos hacen que Kevlar Body Armor sea más inteligente (tomó casi 18 años)

El hecho es que hasta que los nanotubos de carbono de alta calidad estén disponibles a un precio competitivo, no veremos una adopción e innovación generalizadas. Esto significa que también necesitaremos métodos de producción escalables y rentables. Lo mismo ocurre con el grafeno e incluso las bolas de hockey.

Considere lo que sucedió con la fibra óptica:

Jean-Daniel Colladon y Jacques Babinet descubren que la luz puede guiarse por refracción en 1842. 32 años después, Alexander Graham Bell lo demuestra en la primera transmisión inalámbrica en 1880 …

Pero Corning Glass Works no comienza a escalar la fabricación de tubos de fibra hasta 1970 (90 años después) e incluso entonces, la tecnología sigue siendo demasiado costosa para cualquier mercado, aparte de las instalaciones de investigación del gobierno.

No es hasta que hombres como Narinder S. Kapany y Thomas O. Mensah contribuyan en gran medida a técnicas de producción rentables y escalables que comenzamos a ver una reducción masiva en los precios, más I + D y, finalmente, alrededor de 2010 (40 años después producción a escala) obtenemos:

¿Mi punto?

Dale tiempo. Al menos otros 10 años, tal vez 20.

La mayoría de las actividades de I + D que encontrará sobre el grafeno (y los otros materiales) se centran demasiado en el potencial de un producto de mil millones de dólares y no abordan los dos problemas principales: el costo y la escala de producción. Está mejorando, PERO todavía no es lo suficientemente bueno. Una vez que obtengamos nanomateriales de carbono para cubrir el precio de la fibra de carbono ($ 20USD / kg), es cuando verá sistemas de suministro de medicamentos, compuestos súper fuertes, almacenamiento de energía de próxima generación …

Y sí, incluso el ascensor espacial.

De todos modos, es solo mi humilde opinión (y el trabajo de la vida).

Gracias por leer 🙂

Buena respuesta de Alessandro Fais a continuación ……

¿Se sobreexcita el grafeno? …… probablemente

Pero luego, casi todos los campos, cada nuevo material, cada nueva técnica, cada nueva teoría recibe mucha publicidad … así es como se crea emoción … así es como se consigue que las personas en un mundo libre hagan cosas

Esto no es solo en Ciencia, está en todas partes … economía … piense en los auges y caídas periódicas … nuevas empresas … más del 90% falla … sin embargo, muchas personas están entusiasmadas con tantas ideas nuevas todo el tiempo … pensar en las tendencias de la moda … exageración es cómo rodamos

El grafeno es probablemente subestimado. Pero necesitaremos un poco más de paciencia. Es muy difícil encontrar la manera correcta de funcionalizar el grafeno y crear una cadena de suministro estable.