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그래핀 대량생산

그래핀스퀘어의 R2R기반CVD 그래핀 연속 생산시스템

그래핀스퀘어는 고품질 그래핀 대량생산 기술의 선구자로, 단층 그래핀을 연속적이고 대면적으로 CVD 합성할 수 있는 R2R 기술 특허를 보유하고 있습니다. 예를 들어 8인치 사이즈의 R2R CVD 합성장비는 batch 타입 CVD에 비해 열 배 이상의 효율을 보입니다. > Batch 타입 CVD : 40 batches per day → 20 m2/day > 연속 R2R-CVD : 0.20 m2/min → 288 m2/day 또한 그래핀스퀘어는 금속 호일 위에 합성된 그래핀을 다양한 표적 기판에 전사하는 R2R 전사 기술에 대해서도 특허를 보유, 그 기술력을 인정받고 있습니다.

CVD장비 보러가기
그래핀스퀘어의 R2R 드라이 전사 방법
  • A. Polymer support B. Graphene on Cu foil

  • A. Cu etchant B. Graphene on polymer support

  • A. Graphene on polymer support B. Released polymer support C. Target substrate D. Graphene on target

S. Bae*, H. Kim* et al. Roll-to-roll production of 30 inch graphene films for transparent electrodes, Nature Nanotech. 2010, 5, 574

그 외 그래핀 대량생산 기술

현재 대부분의 그래핀 대량 생산은 흑연으로부터 단층~다층의 그래핀을 박리하는 Top-down방식으로 이루어집니다.

Sony에서 개발된 R2R CVD 그래핀 합성 및 전사 장비 Kobayashi, T.; Bando, M.; Kimura, N.; Shimizu, K.; Kadono, K.; Umezu, N.; Miyahara, K.; Hayazaki, S.; Nagai, S.; Mizuguchi, Y.; Murakami, Y.; Hobara, D. Production of a 100-m-long high-quality graphene transparent conductive film by roll-to-roll chemical vapor deposition and transfer process. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 023112.

Top-down 방식으로 만들어진 그래핀 플레이크는 수백 나노~수백 마이크로미터의 크기를 가집니다. 이러한 방식은 저렴한 비용으로 많은 양의 그래핀을 만들어내는데 적합하며, 상대적으로 우수한 특성이 요구되지 않는 충전제, 코팅제, 전도성 잉크 등에 사용됩니다. Angstrom materials, vorbeck materials, XG sciences inc (US), Grafoid inc(Canada), Haydale Inc(UK), GRAnPH Nanotec Inc (Spain), Ziamen Knano Graphene Technology Corporation limited (China) 등의 기업에서 그래핀 플레이크를 생산하는 것으로 알려져 있습니다.

MIT와 미시건(Michigan)대학이 개발한 concentric tube R2R CVD Polsen, E.S.; McNerny, D.Q.; Viswanath, B.; Pattinson, S.W.; John Hart, A. High-speed roll-to-roll manufacturing of graphene using a concentric tube CVD reactor. Scientific Reports, 2015, 5, 10257

전자기기에 응용 가능한 고품질, 대면적의 단층 그래핀은 탄소원을 이용하여 고온에서 촉매 금속 기판위에 그래핀을 합성하는 CVD 방법으로 만들어집니다. CVD(Bottom-up) 방법은 고순도의 그래핀을 대량으로 만들 수 있어 투명전극으로 사용될 수 있으며, 디스플레이, 터치스크린, 센서, 웨어러블 디바이스, 투명 히터, 가스 배리어, 전자파 차폐 등 여러가지 분야에서 응용 가능합니다. IBM, MIT, 그래핀스퀘어, 한화테크윈, 소니(Japan), 삼성전자, ACS mateirals, Graphenea Inc (Spain), Graphene Frontires, Applied graphene materials (Duham University-UK)등의 기업 및 여러 대학에서 CVD 그래핀을 생산, 연구중에 있습니다.