New-Tech Magazine | OCT 2021 | Digital Edition

– עד קצההמזעור GRAPHENE גרפן

ערן בר-רבי, מנכ"ל סימטל ננו-ציפויים

האלקטרוניקה ואילו גרפן פחות איכותי, כמו גרפן אוקסייד אשר אינו מיוצר בסביבת ואקום, מתאים לתעשיות וענפים אחרים. גרפן המשולב בתעשייה המסורתית הינו גרפן אשר קל יחסית לייצור ואינו נדרש מורכב. לאור קושי זה, כניסתו CVD להליך של הגרפן האיכותי לתעשייה הייתה מאוחרת ביחס לגרפן אוקסייד. תכונותיו של הגרפן, על רמות איכותו השונות, נבחנות באופן תדיר על-ידי חברות גלובליות רבות, שעושות ניסיונות להטמעת הטכנולוגיה החדשנית במוצריהן וחלקם אף הבשיל לידי מוצר מוגמר. התכונה הראשונה בה נעשה שימוש בתעשייה היא חוזקו של הגרפן ביחס למשקלו. כך למשל, יצרנית מחבטי הטניס החלה לשלב את הגרפן במחבטי HEAD החברה, לצורך מתן חוזק למחבט תוך הפחתת משקלו. למטרה דומה ישנן חברות אופניים אשר משלבות את הגרפן בשלדות העילית של מוצריהן. שימושי הגרפן בתעשייה העולמית

כגון: תעשיית האלקטרוניקה והתעשיה הביו-רפואית, החלו לרתום את הגרפן למטרותיהן. גרפן – חומר בעל תכונות מיוחדות תכונותיו המיוחדות של הגרפן הן רבות. הגרפן הוא בעל מוליכות חשמלית פנטסטית, באמצעותה ניתן להגביר את הקצב של מעגלים חשמליים לרמות של ג'יגה ואף מעבר לכך. גם המוליכות 100 התרמית שלו הינה יוצאת מן הכלל, ולכן שילובו בתוך רכיב יכול לסייע באופן דרמטי על פיזור החום שבו. בנוסף, הגרפן מפלדה 200 חזק מאוד ביחס לגודלו - פי מיהלום וכן בעל גמישות ברמה 10 ופי גבוהה, המאפשרת לו להתארך עד לכ- מאורכו. בנוסף לכך, הגרפן שקוף 25% ולכן מהווה עניין משמעותי בתעשיית האופטיקה. דרגות האיכות השונות של הגרפן נגזרות ממספר ה"פגמים" שקיימים בכל סמ"ר. מקובל כי גרפן אשר מספר הפגמים שבו לסמ"ר מתאים לתעשיית 1011 נמוך מ-

גרפן הוא יריעה חד שכבתית דו ממדית המורכבת מאטומי פחמן

ה

המסודרים כמשושים. חומר מיוחד זה על-ידי שני חוקרים, 2004 התגלה בשנת אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב מאוניברסיטת מנצ'סטר שבאנגליה, אשר הצליחו לבודד שכבת גרפן מתוך גרפיט המצויה על-גבי עיפרון. תגלית חשובה זו זיכתה אותם בפרס נובל לפיזיקה בשנת . 2010 למרות הגילוי החדש יחסית, הגרפן מהווה מצע לפיתוחים פורצי דרך הנדסיים רבים ומשמש במגוון סוגים של תעשיות. לכן, אין זה פלא כי היקף המחזור השנתי של תעשיית הגרפן העולמי כבר עומד על-סך מיליארד דולר וצומח בקצב 1.5- של כ בממוצע מידי שנה. 30% מרשים של כ- פריצת הדרך הראשונה בכל הקשור לגידול גרפן "איכותי" בוואקום עבור תעשיית האלקטרוניקה נעשתה באוניברסיטת , שם הצליחו החוקרים 2015 בשנת MIT לראשונה לייצר גרפן בקנה מידה תעשייתי. אומנם, מדובר בהליך יקר וראשוני, אך פריצת דרך זו סימנה את תחילתו של עידן הגרפן. לאור זאת, תעשיות מובילות,

New-Tech Magazine l 26