Production de Graphène
Le potentiel du graphène a captivé l’imagination du monde entier lorsqu’il a été isolé pour la première fois du graphite en 2004. Le matériau bidimensionnel, constitué d'une seule couche d'atomes de carbone dans une structure hexagonale ou «en nid d'abeille», est extrêmement résistant et hautement conducteur. Peut-être plus intéressant encore, il est un million de fois plus fin qu’une feuille de papier. Ces caractéristiques uniques font du graphène un matériau attrayant pour une utilisation dans l'électronique, les emballages intelligents, la bio-ingénierie, les super condensateurs et les nanodispositifs pour n'en citer que quelques-uns. Cependant, alors que le potentiel commercial est substantiel, jusqu'à très récemment, les procédés utilisés pour obtenir du graphène sans défaut ont donné des quantités si infimes que le développement de ce potentiel dans des applications commerciales est resté plus une possibilité théorique qu'une réalité.
Des recherches continues ont maintenant établi des méthodes fiables pour la production de graphène en laboratoire et l'étape suivante – le scale up du process – a commencé.
Du laboratoire à la production commerciale
Les mélangeurs à haut cisaillement Silverson offrent aux chercheurs dans le domaine de la production de graphène une méthode éprouvée pour obtenir un scale up dans la production de graphène. L'une des techniques utilisées avec succès pour extraire le graphène du graphite est l'exfoliation par cisaillement dans un liquide. Le haut cisaillement d'un mélangeur rotor/stator peut exfolier sans défaut le graphène de quelques couches de graphite dans des systèmes de solvants ou certains tensioactifs. Tout en travaillant à l'échelle laboratoire avec un Silverson L5M-A, ce process peut être reproduit assez facilement. Le défi consiste à reproduire à grande échelle les résultats de la production de graphène sans défaut pour permettre la commercialisation.
Conçu pour le scale up
Silverson dessine, conçoit et construit ses mélangeurs de laboratoire avec les mêmes tolérances de précision que ses unités de production. En faite, toute la gamme des mélangeurs Silverson produit des vitesses de pointe du rotor et des taux de cisaillement comparables. Pour cette raison, et la similitude de géométrie rotor/stator, toutes nos machines produisent des résultats échelonnables, de sorte que la reproduction des résultats à l'échelle laboratoire est finalement réalisable avec des mélangeurs à l'échelle production.
Cela a été démontré dans une recherche publiée dans la revue Nature Materials (en anglais), où une équipe du Center for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices, Trinity College Dublin, Dublin, Irlande, a montré que la production échelonnable de graphène était possible. Les mélangeurs Silverson ont été utilisés dans ces essais de production de graphène couronnés de succès ainsi que dans d'autres recherches non liées aux États-Unis et ailleurs.
Le Scale-up est une compétence fondamentale chez Silverson qui est prise en compte dans la conception et la fabrication de tous nos mélangeurs. Et une condition clé pour augmenter la production de graphène est une performance de mélange homogène. Nos ingénieurs ont travaillé en étroite collaboration avec des experts universitaires et industriels sur la recherche scientifique visant à augmenter la production de graphène, et dans le cadre de l'engagement de Silverson à aider au développement de cette nouvelle technologie, la société offre les services de ses centres d’essais entièrement équipés pour permettre aux clients de mener leurs essais.