Die afkoeling van die kragtige elektronika in die nuutste slimfone kan 'n groot uitdaging wees. Navorsers aan die Koning Abdullah Universiteit van Wetenskap en Tegnologie het 'n vinnige en doeltreffende metode ontwikkel om koolstofmateriale te skep wat ideaal is vir die afvoer van hitte van elektroniese toestelle. Hierdie veelsydige materiaal kan ander toepassings vind, van gassensors tot sonpanele.
Baie elektroniese toestelle gebruik grafietfilms om die hitte wat deur elektroniese komponente gegenereer word, te gelei en te versprei. Alhoewel grafiet 'n natuurlike vorm van koolstof is, is termiese bestuur in elektronika 'n veeleisende toepassing en hang dikwels af van die gebruik van hoëgehalte mikron-dik grafietfilms. "Die metode om hierdie grafietfilms te maak met behulp van polimere as grondstowwe is egter kompleks en energie-intensief," verduidelik Gitanjali Deokar, 'n postdoktorale dosent in Pedro Costa se laboratorium wat die werk gelei het. Die films word gemaak deur 'n veelstapproses wat temperature tot 3 200 grade Celsius vereis en kan nie films dunner as 'n paar mikron produseer nie.
Deokar, Costa en hul kollegas het 'n vinnige en energie-doeltreffende metode ontwikkel om grafietvelle van ongeveer 100 nanometer dik te maak. Die span het 'n tegniek genaamd chemiese dampafsetting (CVD) gebruik om nanometer-dik grafietfilms (NGF's) op nikkelfoelie te kweek, waar die nikkel die omskakeling van warm metaan na grafiet op sy oppervlak kataliseer. "Ons het NGF in slegs 'n 5-minuut CVD-groeistap by 'n reaksietemperatuur van 900 grade Celsius bereik," het Deokar gesê.
NGF kan in velle van tot 55 cm2 in oppervlakte groei en aan beide kante van die foelie groei. Dit kan verwyder en na ander oppervlaktes oorgedra word sonder die behoefte aan 'n polimeerondersteuningslaag, wat 'n algemene vereiste is wanneer met enkellaag-grafeenfilms gewerk word.
In samewerking met elektronmikroskopie-deskundige Alessandro Genovese, het die span transmissie-elektronmikroskopie (TEM) beelde van dwarssnitte van NGF op nikkel verkry. “Die waarneming van die koppelvlak tussen grafietfilms en nikkelfoelie is 'n ongekende prestasie en sal bykomende insigte in die groeimeganisme van hierdie films bied,” het Costa gesê.
Die dikte van NGF val tussen kommersieel beskikbare mikron-dik grafietfilms en enkellaag-grafeen. “NGF komplementeer grafeen- en industriële grafietvelle en dra by tot die arsenaal van gelaagde koolstoffilms,” het Costa gesê. Byvoorbeeld, as gevolg van sy buigsaamheid kan NGF gebruik word vir termiese bestuur in buigsame selfone wat nou op die mark begin verskyn. “In vergelyking met grafeenfilms sal die integrasie van NGF goedkoper en meer stabiel wees,” het hy bygevoeg.
NGF het egter baie gebruike benewens hitteafvoer. 'n Interessante kenmerk wat in die TEM-beelde uitgelig word, is dat sommige dele van die NGF slegs 'n paar lae koolstof dik is. "Merkwaardig genoeg verseker die teenwoordigheid van veelvuldige lae grafeendomeine 'n voldoende mate van sigbare ligdeursigtigheid dwarsdeur die film," het Deoka gesê. Die navorsingspan het gehipotetiseer dat die geleidende, deurskynende NGF as 'n komponent van sonselle of as 'n sensormateriaal vir die opsporing van stikstofdioksiedgas gebruik kan word. "Ons beplan om NGF in toestelle te integreer sodat dit as 'n multifunksionele aktiewe materiaal kan optree," het Costa gesê.
Verdere inligting: Gitanjali Deokar et al., Vinnige groei van nanometer-dik grafietfilms op wafer-skaal nikkelfoelie en hul strukturele analise, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Indien u 'n tikfout, onakkuraatheid teëkom, of 'n versoek wil indien om inhoud op hierdie bladsy te wysig, gebruik asseblief hierdie vorm. Vir algemene vrae, gebruik asseblief ons kontakvorm. Vir algemene terugvoer, gebruik die openbare kommentaarafdeling hieronder (volg die instruksies).
Jou mening is vir ons belangrik. As gevolg van die hoë volume boodskappe kan ons egter nie 'n persoonlike reaksie waarborg nie.
Jou e-posadres word slegs gebruik om ontvangers te vertel wie die e-pos gestuur het. Nóg jou adres nóg die ontvanger se adres sal vir enige ander doel gebruik word. Die inligting wat jy invoer, sal in jou e-pos verskyn en sal nie deur Phys.org in enige vorm gestoor word nie.
Ontvang weeklikse en/of daaglikse opdaterings in jou inboks. Jy kan te eniger tyd uitschryf en ons sal nooit jou besonderhede met derde partye deel nie.
Ons maak ons inhoud toeganklik vir almal. Oorweeg dit om Science X se missie met 'n premium-rekening te ondersteun.
Plasingstyd: 05 September 2024