Aan die anti-climax komt nu een eind. Koreaanse onderzoekers van Sungkyunkwan University beschrijven deze week in Nature Nanotechnology hoe ze aan de lopende band flinke lappen grafeen kunnen produceren. Ze tonen in het afgelopen zondag online verschenen artikel een rechthoekig stuk met een diagonaal van maar liefst 76 centimeter (30 inch).

 

Het Koreaanse grafeen blijkt in een CVD-reactor te ontstaan uit een gasmengsel van methaan en waterstof. De dunne laag slaat neer op een flexibele koperen ondergrond en twee rollen persen er vervolgens een soort plakplastic bovenop. Het koper verdwijnt met behulp van een zuur etsmiddel en er komt een nieuwe kunststof drager onder het grafeen. Tenslotte wordt het plakplastic er weer afgepeld. In een herhaling van zetten zijn zo ook twee-, drie- of vier lagen te stapelen. Hoe meer lagen, hoe sterker het grafeen.

Chemicus Rodney Ruoff van de University of Texas (Austin, Verenigde Staten) publiceerde vorig jaar in Science als eerste over de methode. Maar de stukjes grafeen uit zijn lab waren niet groter dan een paar vierkante centimeter. De Koreanen schalen de technologie nu op naar afmetingen die industrieel relevant zijn. Voor beeldschermen bijvoorbeeld.

De combinatie van hoge transparantie met uitstekende geleiding maakt het grafeen bijzonder geschikt als de gevoelige laag voor touch screen schermen. Beter zelfs dan de dunne lagen indium-tin-oxide (ITO) die nu veel gebruikt worden, aldus de onderzoekers. Grafeen geleidt niet alleen beter, het is ook een stuk minder bros en breekbaar. De Koreanen fabriceerden een klein prototype van zo’n grafeengebaseerd aanraakscherm en maakten een demo die op Youtube te zien is.

 

Dode pixels
De uitdaging is nu om grote functionele schermen met grafeen te maken. En dat zal nog niet meevallen, waarschuwt Ruoff bij ScienceNOW, de nieuwsdienst van Science. Het spook van de dode pixel ligt immers voortdurend op de loer. Het kostte TV-producenten ook jaren voordat hun technologie goed genoeg was om foutvrije LCD-schermen te produceren. Hoe groter het scherm hoe groter de kans dat er ergens een pixel kapot is. De gebruiker ziet dat direct. Zo is het ook in de wereld van de touch screens. Elektronicabedrijven proberen al een tijd of ze de ITO-lagen kunnen vervangen door versies met koolstof nanobuisjes. Dat blijkt erg moeilijk.

De interesse in een nieuwe technologie wordt vooral gedreven door de hoge kosten van de ITO laag. Zou het de Koreanen lukken de grafeentechnologie te vervolmaken, dan kunnen ze waarschijnlijk flink geld gaan verdienen. Geen wonder dat ze optimistisch zijn. Ze verwachten dat de eerste grafeenproducten binnen een paar jaar op de markt komen.

 

Harm Ikink

Jong-Hyun Ahn e.a.: Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes, in Nature Nanotechnology, 20 juni 2010.