Le graphène peut en effet être fabriqué artificiellement, principalement par une méthode connue sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Cette technique est très efficace pour produire du graphène de haute qualité à grande échelle.
Peut-on fabriquer du graphène artificiellement ? 4 méthodes clés expliquées
1. Processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Le procédé de dépôt chimique en phase vapeur est essentiel pour la synthèse du graphène. Il implique la décomposition d'un gaz contenant du carbone, tel que le méthane, à des températures élevées sur un substrat catalytique tel que le cuivre ou le nickel. Les atomes de carbone se recombinent ensuite pour former des couches de graphène à la surface du substrat. Cette méthode permet de créer des films de graphène de grande surface, d'épaisseur contrôlable et de haute qualité.
2. Applications industrielles et évolutivité
L'évolutivité de la production de graphène par CVD a été démontrée par la synthèse réussie de films de graphène de grande surface. Des techniques telles que les procédés lot à lot (B2B) et rouleau à rouleau (R2R) ont été mises au point pour améliorer le rendement et l'automatisation de la production de graphène. Ces méthodes permettent de produire des films de graphène d'une longueur pratiquement illimitée, ce qui les rend adaptés à des applications industrielles telles que l'électronique, l'optoélectronique et les dispositifs de stockage d'énergie.
3. Qualité et contrôle
Le maintien d'une qualité élevée dans le graphène synthétisé est crucial, en particulier pour les applications qui nécessitent peu de défauts structurels et des propriétés uniformes. Le procédé CVD permet un contrôle précis des conditions de synthèse, notamment des volumes de gaz, de la pression, de la température et de la durée, qui influencent directement la qualité du graphène produit. Ce niveau de contrôle garantit que le graphène produit répond aux exigences strictes des diverses applications.
4. Méthodes alternatives et limites
Si la CVD est la méthode la plus prometteuse pour la production de graphène à grande échelle, d'autres techniques telles que l'exfoliation mécanique ont été utilisées. Toutefois, ces méthodes sont limitées dans leur capacité à produire du graphène sur de grandes surfaces avec une qualité constante et conviennent davantage à des expériences en laboratoire ou à des applications à petite échelle.
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