Hoë kwaliteit grafiet het uitstekende meganiese sterkte, termiese stabiliteit, hoë buigsaamheid en baie hoë in-vlak termiese en elektriese geleidingsvermoë, wat dit een van die belangrikste gevorderde materiale maak vir baie toepassings soos fototermiese geleiers wat as batterye in telefone gebruik word. Byvoorbeeld, 'n spesiale tipe grafiet, hoogs geordende pirolitiese grafiet (HOPG), is een van die mees algemeen gebruikte in laboratoriums. Materiaal. Hierdie uitstekende eienskappe is te danke aan die gelaagde struktuur van grafiet, waar sterk kovalente bindings tussen die koolstofatome in die grafeenlae bydra tot uitstekende meganiese eienskappe, termiese en elektriese geleidingsvermoë, terwyl daar baie min interaksie tussen die grafeenlae is. Die werking lei tot 'n hoë mate van buigsaamheid. grafiet. Alhoewel grafiet al meer as 1000 jaar in die natuur ontdek is en die kunsmatige sintese daarvan al meer as 100 jaar bestudeer is, is die kwaliteit van grafietmonsters, beide natuurlik en sinteties, ver van ideaal. Byvoorbeeld, die grootte van die grootste enkelkristalgrafietdomeine in grafietmateriale is tipies minder as 1 mm, wat in skrille kontras is met die grootte van baie kristalle soos kwarts-enkelkristalle en silikon-enkelkristalle. Die grootte kan die skaal van 'n meter bereik. Die baie klein grootte van enkelkristalgrafiet is te wyte aan die swak interaksie tussen die grafiettaae, en die platheid van die grafeenlaag is moeilik om tydens groei te handhaaf, dus word grafiet maklik in verskeie enkelkristalkorrelgrense in wanorde opgebreek. Om hierdie sleutelprobleem op te los, het professor emeritus van die Ulsan Nasionale Instituut vir Wetenskap en Tegnologie (UNIST) en sy medewerkers prof. Liu Kaihui, prof. Wang Enge van die Universiteit van Peking, en ander 'n strategie voorgestel vir die sintetisering van dun grafiet-enkelkristalle van 'n ordegrootte, tot op die duimskaal. Hul metode gebruik 'n enkelkristalnikkelfoelie as 'n substraat, en koolstofatome word vanaf die agterkant van die nikkelfoelie gevoer deur 'n "isotermiese oplossing-diffusie-afsettingsproses". In plaas daarvan om 'n gasvormige kartonbron te gebruik, het hulle gekies vir 'n soliede koolstofmateriaal om grafietgroei te vergemaklik. Hierdie nuwe strategie maak dit moontlik om enkelkristalgrafietfilms met 'n dikte van ongeveer 1 duim en 35 mikron, of meer as 100 000 grafeenlae binne 'n paar dae, te produseer. In vergelyking met alle beskikbare grafietmonsters, het enkelkristalgrafiet 'n termiese geleidingsvermoë van ~2880 W m-1K-1, 'n onbeduidende inhoud van onsuiwerhede, en 'n minimum afstand tussen lae. (1) Suksesvolle sintese van enkelkristalnikkelfilms van groot grootte as ultra-plat substrate vermy wanorde van sintetiese grafiet; (2) 100 000 lae grafeen word isotermies in ongeveer 100 uur gekweek, sodat elke laag grafeen in dieselfde chemiese omgewing en temperatuur gesintetiseer word, wat die eenvormige kwaliteit van grafiet verseker; (3) Die deurlopende toevoer van koolstof deur die agterkant van die nikkelfoelie laat die lae grafeen toe om voortdurend teen 'n baie hoë tempo te groei, ongeveer een laag elke vyf sekondes.
Plasingstyd: 9 Nov 2022