ويوجد الجرافين في عدة أشكال، بما في ذلك الجرافين المقشّر وأكسيد الجرافين المختزل والجرافين المزروع بالقطع على الشرايين. ويتميز كل شكل من هذه الأشكال بخصائص وتطبيقات فريدة من نوعها، مع تفضيل الجرافين الناجم عن عملية التفكيك بالقطع القابل للتحويل على CVD بشكل خاص لقابليته للتطوير والتوحيد في البيئات الصناعية.
الجرافين المقشر وأكسيد الجرافين المختزل:
يتم إنتاج هذه الأشكال من الجرافين عادةً من خلال نهج "من أعلى إلى أسفل"، بدءًا من الجرافيت. ويتضمن الجرافين المقشر الفصل الميكانيكي لطبقات الجرافين من الجرافيت، بينما يبدأ أكسيد الجرافين المختزل كأكسيد الجرافين الذي يتم اختزاله كيميائيًا لاستعادة توصيله. ويُستخدم كلاهما في شكل مسحوق ويُعدان جزءًا لا يتجزأ من تطبيقات مثل الطلاءات والبلاستيك والمواد المركبة. ومع ذلك، فإنها غالبًا ما تُظهر توصيلية أقل مقارنةً بالجرافين الناتج عن CVD وتواجه تحديات في الإنتاج على نطاق واسع وتحقيق التوحيد.الجرافين المزروع بواسطة CVD:
ترسيب البخار الكيميائي (CVD) هو طريقة "من الأسفل إلى الأعلى" حيث ينمو الجرافين مباشرةً على ركيزة، عادةً ما تكون معدنية. وتسمح هذه العملية بإنتاج مساحة كبيرة قابلة للتطوير بسماكة موحدة وخصائص ممتازة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات المتطورة مثل الإلكترونيات. لا يزال الجرافين بتقنية CVD في المراحل الأولى من اعتماده في السوق ومن المتوقع أن ينمو بشكل كبير.
مواد أخرى ثنائية الأبعاد:
إلى جانب الجرافين، هناك اهتمام بحثي كبير بمواد أخرى ثنائية الأبعاد مثل نيتريد البورون وثنائي الكالسيوم ثنائي الفلزات الانتقالية، والتي توفر خصائص فريدة مثل الخصائص العازلة وفجوات النطاقات القابلة للضبط. ومن المتصور أن تكون هذه المواد قابلة للتكديس مثل "الليجو الذري"، مما قد يفتح آفاقًا جديدة في علوم المواد والتكنولوجيا.التحديات في إنتاج الجرافين:
على الرغم من التقدم المحرز، لا تزال هناك تحديات في التحكم في العيوب والطبقات في إنتاج الجرافين. يمكن أن تؤثر العيوب مثل الفراغات والتجاعيد والمجموعات الوظيفية على خصائص الجرافين وتطبيقاته. وبالإضافة إلى ذلك، لا يزال تحقيق عدد موحد من الطبقات والتحكم في ترتيب التراص، خاصةً بالنسبة إلى الجرافين متعدد الطبقات، مجالاً متطورًا من مجالات البحث.
