አዲስ ጥናት የተሻሉ ግራፋይት ፊልሞችን ያሳያል

ከፍተኛ ጥራት ያለው ግራፋይት እጅግ በጣም ጥሩ የሜካኒካል ጥንካሬ፣ የሙቀት መረጋጋት፣ ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ እና በአውሮፕላን ውስጥ ያለው የሙቀት እና የኤሌትሪክ ኮንዳክሽን እጅግ በጣም ከፍተኛ በመሆኑ ለብዙ አፕሊኬሽኖች እንደ ፎተተርማል ኮንዳክተሮች ባሉ ስልኮች ውስጥ እንደ ባትሪዎች ጥቅም ላይ ከሚውሉ እጅግ በጣም ጠቃሚ ቁሳቁሶች አንዱ ያደርገዋል። ለምሳሌ, ልዩ የግራፍ አይነት, በጣም የታዘዘ ፒሮሊቲክ ግራፋይት (HOPG), በቤተ ሙከራ ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ከሚውሉት ውስጥ አንዱ ነው. ቁሳቁስ። እነዚህ እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪያት በግራፋይት በተነባበረ መዋቅር ምክንያት ናቸው, በ graphene ንብርብሮች ውስጥ በካርቦን አቶሞች መካከል ጠንካራ covalent ቦንድ ግሩም ሜካኒካዊ ንብረቶች, አማቂ እና የኤሌክትሪክ conductivity አስተዋጽኦ የት graphene ንብርብሮች መካከል በጣም ትንሽ መስተጋብር ሳለ. ድርጊቱ ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታን ያመጣል. ግራፋይት. ምንም እንኳን ግራፋይት በተፈጥሮ ውስጥ ከ1000 ዓመታት በላይ የተገኘ እና አርቲፊሻል ውህደቱ ከ100 ዓመታት በላይ ጥናት የተደረገ ቢሆንም፣ የግራፋይት ናሙናዎች ጥራት ተፈጥሯዊም ሆነ ሰው ሰራሽ ምርቶች በጣም ጥሩ አይደሉም። ለምሳሌ በግራፋይት ቁሶች ውስጥ ትልቁ ነጠላ ክሪስታል ግራፋይት ጎራዎች መጠን በተለምዶ ከ 1 ሚሊ ሜትር ያነሰ ነው, ይህም ከብዙ ክሪስታሎች ልክ እንደ ኳርትዝ ነጠላ ክሪስታሎች እና የሲሊኮን ነጠላ ክሪስታሎች ጋር በእጅጉ ይቃረናል. መጠኑ የአንድ ሜትር ልኬት ሊደርስ ይችላል. ነጠላ-ክሪስታል ግራፋይት በጣም ትንሽ መጠን በግራፋይት ንብርብሮች መካከል ባለው ደካማ መስተጋብር ምክንያት ነው, እና የ graphene ንብርብር ጠፍጣፋ እድገት ወቅት ለመጠበቅ አስቸጋሪ ነው, ስለዚህ ግራፋይት በቀላሉ መታወክ ውስጥ በርካታ ነጠላ-ክሪስታል እህል ድንበሮች ውስጥ ይሰበራል. . ይህንን ቁልፍ ችግር ለመፍታት የኡልሳን ብሔራዊ የሳይንስና ቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት ፕሮፌሰር ኢምሪተስ እና ተባባሪዎቻቸው ፕሮፌሰር ሊዩ ካዪሁ ፣ የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰር ዋንግ ኢንጌ እና ሌሎችም ቀጭን ቅደም ተከተል የማዋሃድ ዘዴን አቅርበዋል ። ግራፋይት ነጠላ ክሪስታሎች. ፊልም ፣ እስከ ኢንች ሚዛን። የእነሱ ዘዴ ነጠላ-ክሪስታል ኒኬል ፎይል እንደ ንጣፍ ይጠቀማል, እና የካርቦን አተሞች ከኒኬል ፎይል ጀርባ በ "isothermal dissolution-diffusion-deposition process" በኩል ይመገባሉ. የጋዝ ካርቶን ምንጭ ከመጠቀም ይልቅ የግራፋይት እድገትን ለማመቻቸት ጠንካራ የካርበን ቁሳቁስ መርጠዋል. ይህ አዲስ ስልት 1 ኢንች እና 35 ማይክሮን የሆነ ውፍረት ወይም ከ100,000 በላይ ግራፋይት ንብርብሮችን በጥቂት ቀናት ውስጥ ነጠላ-ክሪስታል ግራፋይት ፊልሞችን ለመስራት ያስችላል። ከሚገኙት የግራፋይት ናሙናዎች ሁሉ ጋር ሲወዳደር ነጠላ-ክሪስታል ግራፋይት ~2880 W m-1K-1 የሙቀት አማቂ ኃይል አለው፣ እዚህ ግባ የማይባል የቆሻሻ ይዘት እና በንብርብሮች መካከል ያለው ዝቅተኛ ርቀት። (1) ከፍተኛ መጠን ያላቸው ነጠላ-ክሪስታል ኒኬል ፊልሞችን በተሳካ ሁኔታ ማዋሃድ እንደ እጅግ-ጠፍጣፋ substrates ሰው ሰራሽ ግራፋይት መታወክን ያስወግዳል። (2) graphene መካከል 100,000 ንብርብሮች, ስለ 100 ሰዓታት ውስጥ isothermally እያደገ, ስለዚህ graphene እያንዳንዱ ንብርብር ተመሳሳይ የኬሚካል አካባቢ እና ሙቀት, ይህም ግራፋይት ያለውን ወጥ ጥራት ያረጋግጣል; (3) በኒኬል ፎይል ጀርባ በኩል ያለው ቀጣይነት ያለው የካርቦን አቅርቦት የግራፊን ንብርብሮች ያለማቋረጥ በከፍተኛ ፍጥነት በየአምስት ሰከንድ አንድ ንብርብር እንዲያድግ ያስችላቸዋል።