Od objevu v roce 2004 se grafen prosazuje ve výzkumu a vývoji materiálů. Jeho dvojrozměrná struktura s jedinou vrstvou atomů uhlíku má pozoruhodné fyzikální i chemické vlastnosti. Navzdory nepatrné tloušťce je grafen výjimečně pevný a přitom lehký, ohebný a průhledný. Rovněž vykazuje výbornou elektrickou i tepelnou vodivost, má velkou plochu povrchu a je neprostupný pro plyny.
Nanocelulární grafen (NCG) je specializovanou formou grafenu, která má velmi velkou plochu povrchu díky zahrnutí více vrstev grafenu a také díky „buněčnému“ uspořádání. NGC grafen je vyhledávaný díky potenciálu pro zlepšení výkonu různých elektronických zařízení, energetických zařízení a senzorů.
Použití NGC grafenu ale brzdily vady, které se objevují během výrobního procesu. Při formování struktury NCG grafenu se často objevují trhliny. Odborníci proto hledají nové technologie, s nimiž by bylo možné vyrobit homogenní NCG grafen bez trhlin.
Wong-Young Park z japonské Tohoku University a jeho kolegové využili proces selektivního loužení (dealloying nebo selective leaching) kapalného kovu, konkrétně amorfního prekurzoru z manganu a uhlíku Mn-C v kapalném bismutu. Během tohoto procesu se atomy uhlíku rychle samouspořádávají do podoby kvalitního grafenu NGC bez trhlin.
Park a jeho kolegové poté experimentálně prokázali, že takto vyrobený NGC grafen má požadované vlastnosti a zároveň ho vyzkoušeli v roli proudového kolektoru elektrod sodík-iontových baterií. Osvědčil se velmi dobře a mohl by zlepšit vlastnosti tohoto typu baterií.
Schematické znázornění tvorby NCG během zpracování tekutého kovu amorfní slitiny mangan-uhlík (Mn-C) v roztaveném bismutu (Bi) za účelem vyvolání selektivního rozpouštění atomů manganu (Mn) a samoorganizace atomů uhlíku (C) na grafen vrstvy © SH Joo & H. Kato