محققین موفق به یافتن راهی جدید و مقرون‌به‌صرفه برای تولید گرافن شده‌اند. در این روش که از نیروی الکتریسیته استفاده می‌شود، تقریباً هر ماده حاوی کربن، اعم از مواد غذایی دور ریز و ضایعات پلاستیکی، قابلیت تبدیل به ورق‌های گرافن را خواهند داشت.

گرافن از ورق‌های منعطف و شفاف کربن ساخته شده که ضخامت هر یک از آن‌ها فقط به اندازه یک اتم کربن است. گرافن خواص شگفت‌انگیزی دارد  که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود: «200 برابر قوی‌تر و مستحکم‌تر از فولاد، سبک‌تر از کاغذ، رسانایی حرارتی و گرمایی بهتر از مس». با وجود خواص خارق‌العاده این ماده، تولید آن با محدودیت‌هایی روبرو است. متداول‌ترین روش فعلی برای تولید گرافن، «exfoliation» یا لایه‌برداری است. لایه‌برداری شیمیایی، به دلیل مصرف بالای اسید، هزینه بالایی در بر داشته و لایه‌برداری با انرژی صوت نیز معمولاً برای تولید گرافن‌هایی با بیش از 20 لایه ضخامت کاربرد دارد. البته محققین از روش‌های ترسیب از فاز بخار نیز برای تولید گرافن استفاده نموده‌اند، با این وجود این روش تنها برای تولید مقادیر بسیار کم مؤثر خواهد بود.

در واکنش به این محدودیت‌ها، دوی ژوان لوونگ (Duy Xuan Luong)، فیزیکدان دانشگاه رایس (Rice University)، روشی منحصربه‌فرد برای تولید گرافن توسعه داده است. وی که پیش از این بر روی تولید نانوذرات فلزی متمرکز بود، از تکنیکی تحت عنوان «Flash Joule Heating» استفاده می‌کرد. در اقدامی جدید، لوونگ همین تکنیک را، به منظور تولید گرافن نیز بکار گرفته است. وی و همکارانش، با استفاده از برق ولتاژ بالا و گرم کردن تا دمای بالای 2725 درجه سانتی‌گراد در کمتر از 100 میلی‌ثانیه، گرافنی کم‌نقص و با کیفیت بسیار خوب تولید نموده‌اند.

این روش جدید که تحت عنوان «Flash Graphene» یا «FG» معرفی شده است، نیاز به تجهیزات و فرآیندهای مرسوم نظیر کوره‌ها، حلال‌ها، گازهای واکنش‌دهنده و حتی تصفیه نداشته و از همه مهم‌تر، از آنجاکه تقریباً تمامی انرژی مصروفه برای فرآیند تولید گرافن استفاده می‌شود، لذا گرمای اضافی بسیار کمی تولید می‌شود. راندمان این فناوری تنها به منبع کربن مورد استفاده وابسته بوده و در صورتی‌که میزان کربن موجود در ماده اولیه بالا باشد، به عنوان مثال زمانی که از کربن سیاه و یا کک کلسینه شده استفاده شود، راندمان 80 تا 90 درصدی را به همراه خواهد داشت که دارای خلوصی بیش از 99 درصد می‌باشد.

با توجه به کاهش قابل‌توجه هزینه تولید گرافن در فرایند جدید ارائه شده، محققین امیدوارند که بتوانند توسعه و تجاری‌سازی این فناوری را با سرعت به پیش ببرند. برای درک تفاوت‌های هزینه‌ای این روش با فناوری‌های فعلی، چنین در نظر بگیرید که در حال حاضر، قیمت تجاری گرافن برابر با 67000 تا 200000 دلار به ازای هر تن است، در حالی که هزینه برق مصرفی برای تولید گرافن به روش جدید، تنها 100 دلار بر تن هزینه در بر دارد. همین ویژگی، موجب شده تا محققین با راه‌اندازی شرکتی تحت عنوان «Universal Matter»، در پی توسعه و تجاری‌سازی کشف خود باشند.

مرجع: «Spectrum IEEE»