Grafeen heeft aanzienlijke belangstelling gewekt, zowel voor het verkennen van fundamentele wetenschap als voor een breed scala aan technologische toepassingen. Chemische dampafzetting (CVD) is momenteel de enige werkmethode om grafeen op grote schaal te laten groeien, die nodig is voor industriële toepassingen. Helaas, het geproduceerde grafeen is typisch polykristallijn, bestaande uit een lappendeken van korrels met verschillende oriëntaties en maten, verbonden door korrelgrenzen van onregelmatige vormen.

Onderzoekers van de ICN2 Theoretical and Computational Nanoscience Group hebben een overzichtsartikel samengesteld in Advanced Materials om te bepalen of grafeenkorrelgrenzen een zegen of een vloek zijn. ICREA-onderzoekshoogleraar Stephan Roche, Groepsleider bij ICN2, samen met Dr. Aron Cummings, Jose Eduardo Barrios Vargas en Van Tuan Dinh, uit dezelfde groep, deel het auteurschap van de recensie met onderzoekers van de Sungkyunkwan University. Het overzichtsartikel geeft niet alleen richtlijnen voor de verbetering van grafeenapparaten, maar opent ook een nieuw onderzoeksgebied van engineering van grafeenkorrelgrenzen voor zeer gevoelige elektro-biochemische apparaten.

De review analyseert de uitdagingen en kansen van ladingstransport in polykristallijn grafeen, wat betekent een samenvatting van de state-of-the-art kennis over grafeenkorrelgrenzen (GGB's). De review is onderverdeeld in de volgende paragrafen:Structuur en morfologie van GGB's; Methoden om GGB's te observeren; Meting van elektrisch vervoer over GGB's; Manipulatie van GGB's met functionele groepen.

Het werk beschrijft hoe TEM en STM, gecombineerd met theorie en simulatie, kan informatie verschaffen voor de observatie en karakterisering van GGB's op atomaire schaal. Deze grenzen hebben interessante eigenschappen, zoals het feit dat ze een goede sjabloon kunnen zijn voor de synthese van 1D-materialen, kan nuttig zijn om sensoren te ontwerpen voor het detecteren van gassen en moleculen of om selectieve diffusie van beperkte gassen en moleculen mogelijk te maken. Het beheersen van de atomaire structuur van GGB's door CVD is een grote uitdaging vanuit wetenschappelijk oogpunt, maar zou een enorme stap voorwaarts zijn in de realisatie van technologieën van de volgende generatie op basis van dit materiaal.