واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering

Proven: Graphene Makes Multiple Electrons From Light



Photo: Getty Images

Researchers at École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Switzerland have for the first time observed and measured graphene converting a single photon into multiple electrons in a photovoltaic device.  This work should buoy hopes that graphene can serve as a material for photovoltaics with very high energy-conversion efficiencies.

The discovery builds on work conducted last year by the Barcelona-based Institute of Photonic Science (ICFO). ICFO scientists were able to indirectly show that graphene is capable of converting one photon into multiple electrons. In that research, the team excited the graphene by exposing it to photons of different energies (colors). They then used a pulse of terahertz radiation to measure the resulting hot-electron distribution. They determined that a higher photon energy (violet) resulted in higher numbers of hot electrons than a lower photon energy (infrared).

In this most recent EPFL work, the researchers had to devise a way to measure the conversion process, which occurs on a femto-second scale (10-15seconds). That’s far faster than any conventional method for detecting electron movement.

The team turned to a new technique called ultrafast time- and angle-resolved photoemission spectroscopy” (trARPES). The measurements themselves, the results of which were published in the journal Nano Letters, took place at the Rutherford Appleton Laboratory at Oxford University.

The graphene was placed in an ultra-high vacuum chamber where the material was then hit with an ultrafast “pump” pulse of laser light. The laser light excites the electrons in the graphene bringing them to a higher energy state . In this heightened state, the graphene is then hit with a time-delayed, “probe” pulse that serves to take a snapshot of the energy each electron has at that moment. By doing this numerous times, the researchers create a kind of stop-motion movie of the conversion process.

“This indicates that a photovoltaic device using doped graphene could show significant efficiency in converting light to electricity,” said Marco Grioni of EPFL in a press release.

While nanomaterials in photovoltaics have held out the promise of converting a single photon into multiple electrons in research dating back to 2004, there have been skeptics as to whether this ability will actually lead to higher conversion efficiencies.

Eran Rabani, a researcher at Tel Aviv University, back in 2011 declared that he was not so convinced by the research on electron multiplication.

“Our theory shows that current predictions to increase efficiencies won't work,” Rabani said in a press release at the time. “The increase in efficiencies cannot be achieved yet through Multiexciton Generation, a process by which several charge carriers (electrons and holes) are generated from one photon.”

This skepticism may account for why so much energy has been devoted to measuring and characterizing the generation of multiple electrons from a single photon.

But if multiple electron generation can—as some hope—boost conversion efficiency to 60 percent from what was thought to be a 32 percent limit, then proving that the event indeed occurs is well worth it.

از کاربردهای احتمالی جدید گرافن؛ تولید سوخت هیدروژنی از هوا!

دانشمندان اخیرا کشف کرده‌اند که گرافن، نازک‌ترین، قوی‌ترین و نفوذناپذیرترین ماده در جهان است که می‌تواند به پروتون‌ها اجازه عبور دهد. کشفی که می‌تواند تکنولوژی سلول‌های سوختی را متحول کند.

به گزارش ایسنا، با این کشف جدید که جزئیات آن در مجله Nature به چاپ رسیده، این احتمال وجود دارد که غشای گرافن یک روز بتواند برای به دام انداختن اتم‌های هیدروژن از هوا به کار رفته و از هیدروژن حاصل برای تولید الکتریسیته استفاده شود.

مارسلو هیدالگو از دست اندرکاران این تحقیق در دانشگاه منچستر افزود: ما از این نتایج بسیار هیجان‌زده هستیم زیرا این کشف می‌تواند راه‌های جدیدی برای استفاده از گرافن به منظور تولید انرژی پاک باز کند.

گرافن، اولین بار توسط سرپرست این گروه تحقیقاتی پروفسور اندره گیم و در سال 2004 استخراج شد و جایزه نوبل سال 2010 را برای وی و همکارانش به ارمغان آورد.

در حال حاضر شهرت این لایه نازک از گرافن که تنها یک اتم ضخامت دارد به عنوان نازک‌ترین ماده در زمین بر سر زبان‌ها افتاده‌ است.

این ماده 200 بار قوی‌تر از فولاد و در عین حال نسبت به تمام گازها و مایعات نفوذناپدیر است که این خاصیت امکان استفاده از این ماده را در موارد متعدد از جمله در پوشش‌های ضدفساد و بسته‌بندی‌های غیرقابل نفوذ فراهم می‌کند. 

رشته‌های رسانای گرافن جایگزین‌های سبک تر و انعطاف‌پذیر تری برای سیم‌های مسی

نویسنده: ‫کاوه جهان آرای‬‎ سه شنبه, 10 تیر 1393 ساعت 11:13 
رشته‌های رسانای گرافن جایگزین‌های سبک تر و انعطاف‌پذیر تری برای سیم‌های مسی

سیم‌های مسی به زودی شاهد ورود رقبای تازه و جدی خواهند بود که قابلیت‌های بسیار زیادی همچون کش آمدن را همراه خواهند داشت. دانشمندان در دانشگاه پنسیلوانیا در همکاری با دانشگاه شینسو ژاپن توانستند رشته‌ای انعطاف پذیر از جنس گرافن بسازند که قابلیت رسانندگی مطلوبی را نیز دارا هستند.

این دانشمندان ابتدا از صفحات جداشده‌ی شیمیایی گرافن از یک قطعه گرافیت آغاز کردند و پس از اختلاط آن‌ها با آب و استفاده از سانتریفیوژ، دوغاب حاصل بر روی صفحه‌ای مسطح پخش شد و به آن اجازه داده شد تا خشک شود تا لایه‌ای نازک از اکسید گرافن بر روی آن تشکیل شود.

این لایه سپس از روی سطح جدا شد و به نوارهای نازکی بریده شده که در نهایت به وسیله‌ی یک ماشین به هم پیچیده می‌شوند. رشته‌های حاصل به سادگی قابلیت کش آمدن یا گره خوردن را داشتند بدون اینکه دچار پارگی شوند؛ ضمن اینکه مقاومتی بیشتر از سایر انواع الیاف کربن از خود نشان می‌دادند. این ویژگی خاص را می‌توان به حضور پاکت‌های هوای بسیار ریز درون رشته مربوط دانست.

با حذف اکسیژن از درون این ماده می‌توان به سادگی رسانندگی آن را افزایش داد و با اضافه کردن نانواستوانه‌های نقره در مرحله‌ی تشکیل فیلم نیز می‌توان به سادگی رسانندگی آن را تا رسیدن به حد مس افزایش داد. قابلیت انعطاف پذیری و کش آمدن به همراه وزن بسیار پایین این رشته می‌تواند آن‌ها را به جایگزین‌های بسیار مناسبی برای سیم‌های مسی تبدیل کند.

جزییات این پژوهش در مجله‌ی ACS Nano به چاپ رسیده است. باید دید چه زمانی می‌توان از هدفون‌های گرافنی بهره برد؟! نظر شما در خصوص این ماده‌ی جدید و فوق العاده چیست؟

جانشین پلیمری گرافن با قابلیت تولید انبوه


 چهارشنبه, 18 تیر 1393 ساعت 18:5
8گرافن
گرافن
گرافن به دلیل خواص فوق العاده‌‍‌ای که داشت از زمانی که کشف شد تا کنون بسیار مورد توجه بوده است. اما در دنیای واقعی تا به حال کدام یک از شما خوانندگان زومیت با این ماده سوای حالت گرافیتی آن سر و کار داشته اید؟ تقریبا هیچ یک! علت این امر دشواری تولید گرافن بدون نقص است که موجب عدم ورود جدی این ماده به بازارهای مصرفی شده است.

اخیرا گروهی از دانشمندان در موسسه‌ی علوم و فناوری کره توانسته اند ماده‌‍‌ای پلیمری را به عنوان جایگزین گرافن توسعه دهند که سوای از خواص مشابه، قابلیت تولید انبوه جهت کاربردهایی همچون سلول‌‍‌های خورشیدی و چیپ‌‍‌های نیمه رسانا را دارا است.

روشی که هم اکنون برای تولید انبوه گرافن با کیفیت بالا پتانسیل زیادی را از خود نشان می‌دهد روش لایه نشانی از بخار شیمیایی (CVD) است. این روش فرایندی پیچیده و هشت مرحله‌‍‌ای است که در آن واکنشگری گازی بر روی بستری از جنس فیلمی فلزی به عنوان کاتالیست می‌نشیند. با شکل گرفتن گرافن می‌بایست آن را از بستر فلزی جدا کرد و آن را بر روی سطح دیگری منتقل کرد، که این مورد خطر ترک خوردن یا شکستن گرافن را افزایش می‌دهد.

بنا به ادعای این تیم روشی که آن‌‍‌ها برای ساخت این صفحات کربنی به کار می‌برند بسیار ساده تر است به طوری که تنها شامل دو مرحله می‌شود و نیازی به کاتالیست و انتقال دادن نیز ندارد. آن‌‍‌ها بر مبنای فناوری کار کرده‌اند که پیش از این برای تولید الیاف کربن به کار می‌رفت، این فناوری مدت زیادی است که به صورت کاملا تجاری در دسترس قرار گرفته است. علاوه بر این آن‌‍‌ها توانستند نشان دهند که این نانوصفحات می‌توانند به طور مستقیم به عنوان الکترودهای شفاف در صفحات خورشیدی بی نیاز از هیچ فرایند اضافه‌‍‌ای به کار روند.

graphene-substitute-1

برای ساخت این ماده با خواصی بسیار مشابه با گرافن محققان محلولی پلیمری را بر روی بستری از جنس کوارتز به روش پوشش دهی چرخشی به صورت فیلم در آوردند و سپس آن را در دمای 1200 درجه‌ی سانتیگراد مورد آزمایش حرارتی قرار دادند. به گفته‌ی آن‌‍‌ها با استفاده از این روش می‌توان از فرایند‌‍‌های انتقال از بستر فلزی که موجب ایجاد نقایص ساختاری می‌شود جلوگیری کرد.

انتظار می‌رود که این فرایند بتواند امکان ساخت صفحات دوبعدی کربن را بدون مشکلات در تولید انبوه و ایجاد نقایص فراهم آورد. نتایج این تیم به طور مشروح در مجله‌ی Nanoscale به چاپ رسیده است.

معرفی ۵ کاربرد اساسی برای ماده‌ی شگفت‌انگیز گرافین؛ آینده‌ای هیجان‌انگیز در انتظار دنیای تکنولوژی

نویسنده: مسعود آموزگار یکشنبه, 19 مرداد 1393 ساعت 22:40 گرافین
گرافین

شتاب تکنولوژی‌های انقلابی این روزها حسابی بالا گرفته، اما هنوز بسیاری، پیشرفت‌های بعدی را ملزم به آماده شدن ماده‌ی برتری به نام گرافین می‌دانند. این ماده‌ی برتر هنوز برای مصارف عظیم آماده نشده، اما احتمالا آینده‌ی دنیای تکنولوژی را بسیار هیجان‌انگیز خواهد کرد.

 گرافین؛ ماده‌ای از جنس کربن خالص، با ضخامتی به اندازه‌ی یک اتم و تقریبا شفاف به شمار می‌رود که در صورت قرار گرفتن ورقه‌های آن بر روی یکدیگرمی‌تواند تا ۲۰۰ برابر سخت‌تر از فولاد باشد در حالی که ۶۰ هزار برابر نازک‌تر است. گرافین همچنین یک هادی بسیار عالی انرژی بوده و می‌تواند از منابع کربن یکتا (از نوک مداد گرفته تا کلوچه‌ی سوخته‌) سنتز شود. این ماده‌ی منحصر به‌فرد هزاران کاربرد محتمل را به دنبال خود می‌کشد.

چطور ممکن است یک ماده‌ به تنهایی تا این همه خصوصیات و رفتاری ایده‌آل داشته باشد؟ هنگامی که کلمه‌ی گرافین را در اینترنت مورد جستجو قرار دهید، متداول‌ترین تصویری که با آن روبرو خواهید شد، شبکه‌ای از مولکول‌های به هم پیوسته است که یادآور کندوی زنبور عسل هستند. در دنیای واقعی این تصویر از گرافین  احتمالا بهترین راه برای درک ویژگی‌های فوق‌العاده‌ی آن است. ساختار قابل مشاهده‌ی این ماده بسیار مستحکم و بهینه بوده و حتی قابلیت ترمیم خود به خودی را داراست. اما نکته‌ی دیگر، دو بعدی بودن ساختار این ماده است. بنابراین، گرافین انفعالی‌ترین فرم کربن محسوب می‌گردد که در نتیجه‌ی آن، ماده‌ای بسیار رسانا و منعطف و در عین حال قدرتمند و مستحکم را از آن شاهد هستیم.

مدتی پیش در زومیت نوشتیم که سامسونگ شیوه جدیدی را برای تجاری‌سازی گرافین کشف کرده است اما به نظر می‌رسد هنوز هم این ماده برای رسیدن به تولید و مصرف تجاری راه درازی در پیش داشته باشد. با این وجود، هنگامی که در خصوص کاربردهای احتمالی این حالت غیرعادی کربن مطالعه کنید کاملا هیجان زده خواهید شد. ماده‌ای که درهای غیرممکن بسیاری را باز خواهد نمود و توسعه‌ی سریع‌تر تکنولوژی را باعث خواهد شد...از زمانی که گرافین سرانجام برای اولین بار در سال 2003 ایزوله شد و بصورت مجزا بدست آمد، توجه علمی به آن به لطف تلاش برای ثبت پتنت‌های گوناگون بر اساس کاربردها و یافته‌های مربوط به گرافین، با سرعتی باور نکردنی رو به فزونی گذاشت. پتنت‌هایی که توسط کمپانی‌هایی نظیر اپل، IBM  ،Lockheed Martin و دیگر شرکت‌ها در زمینه‌های گوناگون از سراسر دنیا به ثبت رسیدند. بر اساس گزارش مجمع پتنت‌های بریتانیا، کشور چین برای ثبت بیشتر از ۲۲۰۰ پتنت مربوط به گرافین اقدام کرده که این کشور را در رده‌ی اول فهرست مربوطه قرار می‌دهد. ایالات متحده با ۱۷۰۰ پتنت در جایگاه دوم بوده و کره‌ی جنوبی با کمتر از ۱۲۰۰ پتنت بعنوان سومین کشوری که توجه ویژه به ثبت حق ابداع‌های مربوط به گرافین دارد شناخته می‌شود.

کاربردهای گرافین

۱-  باتری‌ها

احتمالا بزرگ‌ترین مشکل فعلی اغلب گوشی‌ها و دستگاه‌های موبایل، این است که آن‌ها بطور مداوم نیاز به شارژ شدن دارند. اما از سال 2011 به بعد، یعنی زمانی که مهندسان و محققان دانشگاه شمال غربی متوجه شدند که آنودهای گرافین در نگهداری انرژی عملکرد بهتری در مقایسه با آنودهای ساخته شده از گرافیت دارند (و سرعت شارژ آن‌ها نیز تا ۱۰ برابر بیشتر است) محققان نیز کار خود را قدرت و سرعت بخشیده و به آزمایش ترکیبات مقیاس پذیر، مقرون به صرفه و قدرتمند گرافین پرداخته‌اند.

در ماه می گذشته، محققان دانشگاه رایس متوجه شدند که گرافین ترکیب شده با وانادیوم اکسید که یک راه حل تقریبا ارزان قیمت محسوب می‌شود قادر به ایجاد کاتدهای باتری هستند که می‌توان آن‌ها را در ۲۰ ثانیه شارژ مجدد نمود و بیش از ۹۰ درصد از ظرفیت ممکن خود را نیز حتی پس از ۱۰۰۰ سیکل استفاده، نگاه می‌دارند.

گرافین

۲- مدارهای کامپیوتری

 سال پیش محققان دانشگاه MIT و هاروارد موفق شدند با استفاده از الگوی DNA، گرافین را به شکل ساختارهایی در مقیاس نانو درآورده و از آن برای ساخت مدارهای الکترونیکی استفاده کنند. اگرچه این محققان هنوز برای کار بر روی صحت عملکرد این دستاورد به زمان بیشتری نیاز دارند، اما این ماده سرانجام جایگزین سیلیکون در چیپ‌های کامپیوتری خواهد شد.

متد و شیوه‌های اجرای این فرآیند هنوز در مرحله‌ی آزمایشی قرار داشته و گران قیمت است، اما پتانسیل موجود برای قطعات الکترونیکی مبتنی بر گرافین نمایانگر مزیت‌های فراوان این ماده هستند که به هیچ عنوان نمی توان از آن‌ چشم‌پوشی کرد.

۳- گوشی‌های هوشمند

علاوه بر کاربرد در میان باتری‌ها و چیپ‌های کامپیوتری، این مساله نیز محتمل است که گرافین سرانجام به ماده‌ی اصلی مورد استفاده برای تولید گوشی‌های هوشمند آینده بدل شود. این ماده حتی می‌تواند برای ساخت گوشی‌های نشکن و مقاوم استفاده شود؛ آن‌ هم نه در ساختاری سخت و غیرقابل انعطاف. دستگاه‌های همراهی را تصور کنید که در یک بدنه‌ی فوق‌العاده مقاوم قرار گرفته و در عین حال قابلیت خم شدن و پیچیده شدن را دارند. این ماده می‌تواند در صفحه‌نمایش‌های لمسی منعطف نیز بصورت مستقیم به کار گرفته شود.

۴- سلول‌های انرژی

گرافین می‌تواند امکان مهار انرژی را در سطحی برای ما فراهم سازد که هیچ گاه تا پیش از این ممکن نبوده است. باتری مورد نیاز برای گوشی‌ها و ساعت‌های هوشمند یکی از موارد هستند اما انرژی خورشیدی و الکتریکی نیز می توانند به نحو فوق‌العاده‌ای از این ماده بهرمند شوند.

سال گذشته، محققان دانشگاه تکنولوژی میشیگان به یافته‌ای دست پیدا کردند که بر اساس آن، گرافین قادر است با جایگزینی پلاتینیوم نیروبخش سلول‌های خورشیدی باشد. پلاتینیوم که در حال حاضر بعنوان ماده‌ی کلیدی سلول های خورشیدی به کار می‌رود بسیار گران قیمت بوده و حدود ۱۵۰۰ دلار در ازای هر اونس هزینه در بر دارد. اما گرافین به لطف ساختار ماژولار خود، خصوصیت رسانایی و فعالیت کاتالیزوری مورد نیاز برای مهار و تبدیل انرژی خورشید را بدون از دست دادن هیچ درجه‌ای از بهینگی در ساختار خود داراست.

۵- کاربرد در بافت‌های زنده

یکی از شماره‌های نشریه Nature در سال 2012 پیش‌بینی کرد که گرافین می‌تواند برای تولید ایمپلنت‌های مصنوعی مورد استفاده قرار گیرد. اما در مطالعات اخیر، دانشگاه منچستر در نتیجه‌ی یکی از تحقیقات خود اعلام کرد که گرافین توانایی برقراری تعامل با سیستم‌های بیولوژیکی و زیستی را دارد یا به بیان دیگر می‌تواند با سلول‌های زنده ارتباط برقرار کند. این خصوصیت گرافین می‌تواند اینترنت اشیا را به قله‌ها و چشم‌اندازهای جدیدی رهنمون سازد. گرافین بصورت دقیق ماده‌ای نیست که تعامل اصلی را ایجاد می‌کند بلکه این ماده در حقیقت در زیر لایه‌های فسفولیپید (چربی) مصنوعی قرار خواهد گرفت که اجرای تمام کارهای زیستی عضو مصنوعی را برعهده دارند؛ اما آنچه که حائز اهمیت است، نمایان شدن سطح همه فن حریف بودن گرافین و حتی ایفای نقش در سیستم‌های زیستی خود ما است.

جدا از کاربردهای مصرفی که در بالا به آن‌ها اشاره شد، مجموعه‌ی کاربردهای کلی گرافین تقریبا بی انتها محسوب می‌شود. از آنجا که خصوصیات گرافین تنها در ترکیب با المان‌های دیگر نظیر گازها، فلزها و دیگر منابع کربن به کار گرفته می‌شود، محققان سراسر دنیا در حال اجرای آزمایش‌های متعدد و گوناگون با گرافین هستند تا از این ماده در آنتن‌ها، فیلترهای تصفیه‌ی آب، پنجره‌ها، رنگ، هواپیماها، بال وسیله‌های نقلیه هوایی، راکت تنیس، دستگاه‌های توالی یاب DNA، تایرها، جوهر و صدها و هزاران کاربرد گوناگون و بی ارتباط با یکدیگر هستند که این ماده قادر است نفسی تازه به کالبد آن‌ها بدمد.

مسیر درازی در پیش است

نمودار گرافین

کمپانی سامسونگ که حدود یک چهارم کل پتنت‌های مرتبط با گرافین کره‌ی جنوبی را در اختیار دارد، میلیون‌ها دلار سرمایه را بر روی تحقیقات مرتبط با این ماده صرف کرده است. در ماه آوریل، انستیتو تکنولوژی‌های پیشرفته‌ی سامسونگ در همکاری با دپارتمان علمی یک دانشگاه محلی، دستیابی به شیوه‌ی جدیدی برای تولید گرافین در مقادیر عظیم را اعلام کرد که طی آن هیچ یک از خصوصیات الکتریکی و مکانیکی که موجب بی‌نظیر شدن این ماده می‌شود از دست نخواهد رفت. این موسسه‌ی تحقیقاتی وابسته به سامسونگ اعلام کرد:

این یکی از بزرگ‌ترین پیشرفت‌ها و دستاوردها در تاریخ تحقیقات مربوط به گرافین بوده است. ما انتظار داریم این اکتشاف جدید شتاب بخش تجاری سازی گرافین باشد که قادر است درهای ورود به دوران بعدی تکنولوژی‌های مصرفی را به روی ما بگشاید.

در این شیوه، گرافین رشد خود را از مقطع‌های گوناگون بر روی صفحه آغاز کرده و سرانجام قسمت‌های مختلف آن به هم پیوسته که منجر به همگرایی چند ورقه‌ی کوچک و ایجاد یک ورقه‌ی وسیع می‌گردد. این مساله قدمی است که تا کنون بسیار چالش‌برانگیز محسوب می‌شد. همچنین اخیرا گروهی از دانشمندان در موسسه‌ی علوم و فناوری کره توانسته‌اند ماده‌‍‌ای پلیمری را به عنوان جایگزین گرافن توسعه دهند که سوای از خواص مشابه، قابلیت تولید انبوه جهت کاربردهایی همچون سلول‌‍‌های خورشیدی و چیپ‌‍‌های نیمه رسانا را دارا است.

روشی که هم اکنون برای تولید انبوه گرافن با کیفیت بالا پتانسیل زیادی را از خود نشان می‌دهد روش لایه نشانی از بخار شیمیایی (CVD) است. این روش فرایندی پیچیده و هشت مرحله‌‍‌ای است که در آن واکنشگری گازی بر روی بستری از جنس فیلمی فلزی به عنوان کاتالیست می‌نشیند. با شکل گرفتن گرافن می‌بایست آن را از بستر فلزی جدا کرد و آن را بر روی سطح دیگری منتقل کرد، که این مورد خطر ترک خوردن یا شکستن گرافن را افزایش می‌دهد.

با وجود مقادیر بسیار زیاد برتری‌ها و مزایای گرافین، جای هیچ تعجبی نیست که چرا دنیای فناوری تا به این اندازه در خصوص پتانسیل‌ها و ورود هرچه سریع‌تر این ماده به تولید انبوه هیجان زده است. اما باید در نظر گرفت که تنها به این دلیل که گرافین کارها را به مراتب بهتر از سیلیکون به انجام می‌رساند، این معنی را در بر نخواهد داشت که کمپانی‌های تکنولوژی به این زودی‌ها آمادگی ایجاد تحول در فرآیندهای تولیدی خود را خواهند داشت.

اگرچه توسعه‌های اجرا شده‌ی اخیر به دست سامسونگ نوید بخش نزدیک شدن به آینده‌ی دلخواه است؛ اما همچنان راهی بی‌نقص برای تولید گرافین بوسیله‌ی ماشین‌ها و تجهیزات تولید انبوه وجود ندارد که به معنی سودآور نبودن آن است. گفته می‌شود که اندکی زمان خواهد برد تا سرانجام گرافین بتواند ماده‌های جانشین اثبات شده‌ای نظیر سیلیکون را از میدان به در کند چرا که لازم است، ابتدا گرافین بتواند هزینه‌های سنگین ماده و نیز هزینه و اختلالی که در فرآیندهای صنعتی موجود، ایجاد خواهد شد را رفع و رجوع نماید. یک محقق هندی در این خصوص می‌گوید:

تمام صنعت تکنولوژی بر پایه‌ی سیلیکون بنا شده است. نه به این دلیل که مواد دیگر قادر نیستند عملکرد آن را به نحو بهتری به انجام برسانند، بلکه به این دلیل که سیلیکون کارها را در مقابل هزینه‌ای که شما حاضر به پرداخت آن هستید به اندازه‌ی کافی خوب به پیش می‌برد. کمپانی‌هایی نظیر اینتل میلیاردها پوند برای ایجاد کارخانجات و فرآیندهای تولید بهینه شده برای سیلیکون هزینه کرده‌اند. بنابراین اگر از این شرکت‌ها بخواهید به گرافین روی آورند، لازم است احتمالا به زور و کتک متوصل شوید! آن‌ها به این سادگی‌ها دست از سر سیلیکون بر نخواهند داشت.

بنابراین ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها به طول انجامد تا اینکه سرانجام گرافین خود را وارد تولیدات صنعتی کند. اما پیش از آنکه این ماده به اندازه‌ی کافی ارزان شود تا کمپانی‌ها به استفاده از آن در مقیاس وسیع راغب شوند، تمام کاری که از دست ما بر می‌آید رویاپردازی در خصوص پتانسیل‌های مثال زدنی ناشی از مقاومت و نازکی این ماده و اثرات آن بر روی زندگی تکنولوژیک ماست.