አዲስ ጥናት የተሻሉ የግራፊክስ ፊልሞችን ይፋ አድርጓል

ከፍተኛ ጥራት ያለው ግራፋይት እጅግ በጣም ጥሩ የሜካኒካል ጥንካሬ፣ የሙቀት መረጋጋት፣ ከፍተኛ ተለዋዋጭነት እና በጣም ከፍተኛ የሆነ የሙቀት እና የኤሌክትሪክ ምህዳራዊነት ያለው ሲሆን ይህም እንደ ስልክ ባትሪዎች ሆነው የሚያገለግሉ የፎቶተርማል ኮንዳክተሮች ላሉ ብዙ አፕሊኬሽኖች በጣም አስፈላጊ ከሆኑ የላቁ ቁሳቁሶች አንዱ ያደርገዋል። ለምሳሌ፣ ልዩ የግራፋይት አይነት፣ በከፍተኛ ደረጃ የተደረደረ ፒሮሊቲክ ግራፋይት (HOPG)፣ በላብራቶሪዎች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ከሚውሉት አንዱ ነው። ቁሳቁስ። እነዚህ እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪያት በግራፍፊን ንብርብሮች ውስጥ ባሉ የካርቦን አቶሞች መካከል ጠንካራ የኮቫለንት ትስስር ለጥሩ ሜካኒካል ባህሪያት፣ ለሙቀት እና ለኤሌክትሪክ ምህዳራዊነት አስተዋጽኦ የሚያደርጉ ሲሆን፣ በግራፍፊን ንብርብሮች መካከል በጣም ትንሽ መስተጋብር ሲኖር። እርምጃው ከፍተኛ የመተጣጠፍ ደረጃን ያስከትላል። ግራፋይት። ምንም እንኳን ግራፋይት በተፈጥሮ ውስጥ ከ1000 ዓመታት በላይ የተገኘ ቢሆንም እና አርቲፊሻል ውህደቱ ከ100 ዓመታት በላይ የተጠና ቢሆንም፣ ተፈጥሯዊም ሆነ ሰው ሰራሽ የግራፋይት ናሙናዎች ጥራት ተስማሚ አይደለም። ለምሳሌ፣ በግራፋይት ቁሳቁሶች ውስጥ ያሉት ትልቁ ነጠላ ክሪስታል ግራፋይት ጎራዎች መጠን በተለምዶ ከ1 ሚሜ ያነሰ ነው፣ ይህም እንደ ኳርትዝ ነጠላ ክሪስታሎች እና ሲሊከን ነጠላ ክሪስታሎች ካሉ ብዙ ክሪስታሎች መጠን ጋር በጣም ተቃራኒ ነው። መጠኑ የአንድ ሜትር ስፋት ሊደርስ ይችላል። በጣም ትንሽ የሆነው የነጠላ-ክሪስታል ግራፋይት መጠን በግራፋይት ንብርብሮች መካከል ባለው ደካማ መስተጋብር ምክንያት ነው፣ እና የግራፊን ንብርብር ጠፍጣፋነት በእድገት ወቅት ለማቆየት አስቸጋሪ ስለሆነ ግራፋይት በቀላሉ ወደ በርካታ ነጠላ-ክሪስታል የእህል ወሰኖች ይሰበራል። ይህንን ቁልፍ ችግር ለመፍታት የኡልሳን ብሔራዊ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ተቋም (UNIST) ፕሮፌሰር ኤሚሪተስ እና ተባባሪዎቻቸው ፕሮፌሰር ሊዩ ካሁይ፣ የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰር ዋንግ ኤንጌ እና ሌሎችም እስከ ኢንች ሚዛን ድረስ ቀጭን መጠን ያለው ግራፋይት ነጠላ ክሪስታሎችን የማዋሃድ ስትራቴጂ አቅርበዋል። ዘዴያቸው አንድ-ክሪስታል ኒኬል ፎይል እንደ ንጣፍ ይጠቀማል፣ እና የካርቦን አቶሞች ከኒኬል ፎይል ጀርባ “ኢሶተርማል መፍረስ-ስርጭት-ማስቀመጥ ሂደት” በኩል ይመገባሉ። የጋዝ ካርቶን ምንጭ ከመጠቀም ይልቅ የግራፋይት እድገትን ለማመቻቸት ጠንካራ የካርቦን ቁሳቁስ መርጠዋል። ይህ አዲስ ስትራቴጂ በጥቂት ቀናት ውስጥ 1 ኢንች እና 35 ማይክሮን ውፍረት ወይም ከ100,000 በላይ የግራፊን ንብርብሮች ያላቸው ነጠላ ክሪስታል ግራፋይት ፊልሞችን ማምረት ያስችላል። ከሚገኙት ሁሉም የግራፋይት ናሙናዎች ጋር ሲነጻጸር፣ ነጠላ ክሪስታል ግራፋይት ~2880 W m-1K-1 የሙቀት ማስተላለፊያ፣ አነስተኛ የቆሻሻ ይዘት እና በንብርብሮች መካከል ዝቅተኛ ርቀት አለው። (1) እንደ እጅግ በጣም ጠፍጣፋ ንጣፎች ትልቅ መጠን ያላቸው ነጠላ ክሪስታል ኒኬል ፊልሞች ስኬታማ ውህደት ሰው ሰራሽ ግራፋይት እንዳይበላሽ ይከላከላል፤ (2) 100,000 የግራፊን ንብርብሮች በ100 ሰዓታት ውስጥ በሶስቴራማ መንገድ ይበቅላሉ፣ ስለዚህ እያንዳንዱ የግራፊን ንብርብር በተመሳሳይ ኬሚካላዊ አካባቢ እና የሙቀት መጠን ውስጥ ይመረታል፣ ይህም የግራፋይት ወጥ የሆነ ጥራት ያረጋግጣል፤ (3) በኒኬል ፎይል ጀርባ በኩል ቀጣይነት ያለው የካርቦን አቅርቦት የግራፊን ንብርብሮች በጣም በከፍተኛ ፍጥነት እንዲያድጉ ያስችላቸዋል፣ በየአምስት ሰከንድ በግምት አንድ ንብርብር።