グラフェンはさまざまな方法で合成できる。
それぞれの方法には長所と短所がある。
どの方法を選択するかは、グラフェンの用途によって決まることが多い。
グラフェンの合成法とは？5つの主要手法を解説
1.化学気相成長法（CVD）
CVDは、大面積で均一なグラフェン膜を合成する方法として広く用いられている。
この手法では、ニッケル（Ni）や銅（Cu）などの遷移金属を利用した基板上にグラフェン膜を成長させる。
このプロセスでは通常、メタンのような炭素含有ガスを高温で分解する。
その後、炭素原子が金属基板に拡散し、冷却過程でグラフェンとして表面に析出する。
Liらは2009年、銅箔上でメタンCVDを行うことにより、この方法を大幅に進歩させた。
CVDプロセスは、バッチ・ツー・バッチ（B2B）プロセスやロール・ツー・ロール（R2R）プロセスを用いてさらに最適化することで、生産スループットを向上させ、グラフェン薄膜の幅や長さを大きくすることができる。
2.機械的剥離
GeimとNovoselovによって開拓されたこの方法では、粘着テープを用いてグラファイトからグラフェン層を物理的に分離する。
この方法では高品質のグラフェンを製造できるが、手間がかかること、得られるグラフェン薄片のサイズが小さいことから、大面積や大量生産には向いていない。
3.液相剥離法
この方法では、グラファイトを液体媒体中に分散させ、個々のグラフェンシートに剥離する。
酸化グラフェンの還元法も、酸素含有基を持つグラフェンを化学的に修飾した酸化グラフェンを還元して電気的特性を回復させる方法である。
これらの方法により、エネルギー貯蔵、ポリマー複合材料、コーティングなど、さまざまな用途に使用されるグラフェンの粉末やナノ粒子を製造することができる。
4.酸化グラフェン（GO）の還元
酸化グラフェンの還元もまた、酸素含有基で化学修飾された酸化グラフェンを還元して電気的特性を回復させるアプローチである。
これらの方法は、エネルギー貯蔵、ポリマー複合材料、コーティングなどさまざまな用途に使用されるグラフェン粉末やナノ粒子を製造することができる。
5.用途と市場動向
グラフェンの合成法の選択は、用途によって大きく異なる。
例えば、CVD成長グラフェンは高品質で欠陥が少ないため、高性能エレクトロニクスやセンサーに好んで用いられる。
対照的に、グラフェン粉末やナノ粒子は一般的にトップダウン法で製造されるため、導電性インクや複合材料の添加剤といった用途に適している。
グラフェン市場は大きく成長すると予想され、短期から中期にかけてはナノ粒子と粉末の用途が優位を占めるだろう。
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