Come produrre nanofoglio di carbonio trasparente e conduttivo utilizzando la soluzione polimerica PIM-1:(a) Il substrato Quart viene rivestito con una soluzione polimerica PIM-1 con struttura a scala e conduce il riscaldamento ad alta temperatura per produrre nanofoglio di carbonio. Senza alcun processo aggiuntivo è possibile produrre OSC (celle solari organiche) direttamente sul foglio per produrre celle solari. (B), (C), (d) mostrare lo spessore, resistività superficiale e trasparenza del nanofoglio di carbonio, rispettivamente in relazione alla concentrazione di PIM-1. Anche, il nuovo metodo controlla facilmente gli effetti indesiderati dalle caratteristiche elettroniche e ottiche del nanofoglio di carbonio, che viene prodotto quando la soluzione polimerica è concentrata. Quando la concentrazione della soluzione ad alta molecola aumenta come mostrato in (Asse X, (B), (C)), più spesso diventa come mostrato nella Figura (b) ma, diventa meno resistente come mostrato in Figura (c), e la corrente scorre meglio. Attestazione:KIST
Il grafene sta guadagnando un'attenzione accesa, soprannominato un "materiale meraviglioso" con grande conduttività, flessibilità e durata. Però, il grafene è difficile da trovare a causa del fatto che il suo processo di produzione è complicato e la produzione di massa non è possibile. Recentemente, un team di ricerca nazionale ha sviluppato un materiale in carbonio senza difetti artificiali che si trovano comunemente durante il processo di produzione del grafene, pur mantenendo le sue caratteristiche originali. Il materiale di nuova concezione può essere utilizzato come sostituto del grafene nelle celle solari e nei chip semiconduttori. Ulteriore, il processo sviluppato si basa sul processo continuo e prodotto in serie della fibra di carbonio, rendendo molto più facile la commercializzazione su vasta scala. In riconoscimento dell'approccio innovativo, la ricerca è stata introdotta sulla copertina di Nanoscala , una rivista peer-reviewed ad alto impatto nel campo della nanoscienza.
Il team di ricerca guidato dal Dr. Han-Ik Joh al KIST insieme al Dr. Seok-In Na alla Chonbuk National University e al Dr. Byoung Gak Kim al KRICT ha sintetizzato nanofogli di carbonio simili al grafene usando un polimero, e ha utilizzato direttamente gli elettrodi trasparenti per le celle solari organiche. Il risultato della ricerca è stato introdotto in Nanoscala , una rivista della Royal Society of Chemistry nel Regno Unito con il titolo di "Sintesi in un solo passaggio di nanofogli di carbonio convertiti da un composto policilico e il loro uso diretto come elettrodi trasparenti di celle solari organiche prive di ITO" ed è stata selezionata come storia di copertina in l'edizione del 21 gennaio in riconoscimento di questi risultati di ricerca innovativi e superbi.
Per produrre grafene di alta qualità in grandi volumi, il metodo CVD (chemical vapor deposition)* è ampiamente utilizzato. Però, questo metodo richiede un'intensa post-elaborazione (processo di trasferimento) in quanto deve rimuovere il metallo usato dopo il processo di produzione e spostare il grafene prodotto su un'altra scheda come un substrato di cella solare. In questo processo la qualità si degrada rapidamente poiché è soggetta a rughe o crepe.
CVD (Chemical Vapor Deposition):è un metodo di produzione di grafene su un pannello di pellicola metallica che funge da catalizzatore. Produce il materiale espellendo il gas chiamato gas di origine sulla scheda. Al termine, il metallo deve essere rimosso e il grafene deve essere trasportato su un'altra tavola.
Il team di ricerca ha sviluppato "nanosheet di carbonio" in un processo in due fasi, che consiste nel rivestire il substrato con una soluzione polimerica e nel riscaldamento. Considerando che il processo esistente consiste in 8 passaggi per produrre grafene, il nuovo metodo lo rende molto più semplice. Inoltre, il nuovo metodo può essere utilizzato direttamente come cella solare senza alcun processo aggiuntivo.
Il team di ricerca ha sintetizzato un polimero con una struttura a scala rigida, vale a dire PIM-1 (polimero di microporosità intrinseca-1) per formare il attraverso il processo semplice, che viene sottoposto a spin-coating sui substrati di quarzo utilizzando una soluzione PIM-1 di colore verde chiaro e quindi trattato termicamente a 1, 200°C, portando a un sistema nervoso centrale trasparente e conduttivo.
Un'immagine di un foglio di nano carbonio trasparente da 15 mm. Attestazione:KIST
Il nanofoglio di carbonio può essere prodotto in serie in un processo più semplice pur avendo un'elevata qualità poiché il nuovo processo aggira le fasi che sono soggette alla formazione di difetti come l'eliminazione del substrato metallico o il trasferimento del grafene su un'altra scheda. Il prodotto finale è efficace quanto il grafene.
Il dottor Han Ik Joh del KIST ha detto:"Si prevede che verrà applicato per la commercializzazione di materiali in carbonio 2D trasparenti e conduttivi senza difficoltà poiché questo processo si basa sul processo continuo e prodotto in serie della fibra di carbonio".
