Ett av hindren för att använda grafen i kommersiell skala skulle kunna övervinnas med en metod som demonstrerats av forskare vid Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory.

grafen, ett material starkare och styvare än kolfiber, har enorm kommersiell potential men har varit opraktisk att använda i stor skala, med forskare begränsade till att använda små flingor av materialet.

Nu, med kemisk ångavsättning, ett team ledd av ORNL:s Ivan Vlassiouk har tillverkat polymerkompositer som innehåller 2-tums-x-2-tums ark av de enatoms tjocka hexagonalt arrangerade kolatomerna.

Resultaten, redovisas i tidskriften Tillämpade material och gränssnitt , kan hjälpa till att inleda en ny era inom flexibel elektronik och förändra hur detta förstärkningsmaterial ses och i slutändan används.

"Innan vårt arbete, fantastiska mekaniska egenskaper hos grafen visades i mikroskala, sade Vlassiouk, en medlem av ORNL:s energi- och transportvetenskapsavdelning. "Vi har utökat detta till en större skala, vilket avsevärt utökar de potentiella tillämpningarna och marknaden för grafen."

Medan de flesta tillvägagångssätt för konstruktion av polymer nanokomposition använder små flingor av grafen eller andra kolnanomaterial som är svåra att sprida i polymeren, Vlassiouks team använde större ark grafen. Detta eliminerar flingdispersion och agglomerationsproblem och gör att materialet bättre leder elektricitet med mindre faktisk grafen i polymeren.

"I vårat fall, vi kunde använda kemisk ångavsättning för att göra ett nanokompositlaminat som är elektriskt ledande med grafenbelastning som är 50 gånger mindre jämfört med nuvarande toppmoderna prover, " sa Vlassiouk. Detta är en nyckel till att göra materialet konkurrenskraftigt på marknaden.

Om Vlassiouk och hans team kan minska kostnaderna och visa skalbarhet, forskare föreställer sig att grafen används i rymdfart (strukturell övervakning, flamskyddsmedel, mot isbildning, ledande), fordonssektorn (katalysatorer, slitstarka beläggningar), strukturella applikationer (självrengörande beläggningar, temperaturkontrollmaterial), elektronik (skärmar, tryckt elektronik, Termisk hantering), energi (solceller, filtrering, energilagring) och tillverkning (katalysatorer, barriärbeläggningar, filtrering).