يكشف بحث جديد عن أفلام جرافيت أفضل

يتمتع الجرافيت عالي الجودة بقوة ميكانيكية ممتازة ، واستقرار حراري ، ومرونة عالية ، والتوصيل الحراري والكهربائي مرتفع للغاية في الطائرة ، مما يجعلها واحدة من أهم المواد المتقدمة للعديد من التطبيقات مثل الموصلات الضوئية المستخدمة كبطاريات في الهواتف. على سبيل المثال ، يعتبر نوع خاص من الجرافيت ، الجرافيت البيروليتيني المرتبة للغاية (HOPG) ، أحد أكثر المختبرات استخدامًا في المختبرات. مادة. ترجع هذه الخصائص الممتازة إلى بنية الجرافيت الطبقات ، حيث تساهم الروابط التساهمية القوية بين ذرات الكربون في طبقات الجرافين في الخواص الميكانيكية الممتازة ، والتوصيل الحراري والكهربائي ، في حين أن التفاعل القليل جدًا بين طبقات الجرافين. يؤدي الإجراء إلى درجة عالية من المرونة. الجرافيت. على الرغم من أنه تم اكتشاف الجرافيت في الطبيعة لأكثر من 1000 عام ، وقد تمت دراسة تخليقه الاصطناعي لأكثر من 100 عام ، إلا أن جودة عينات الجرافيت ، الطبيعية والاصطناعية ، ليست مثالية. على سبيل المثال ، يكون حجم أكبر مجالات الجرافيت الكريستالية في مواد الجرافيت أقل من 1 مم ، وهو في تناقض صارخ مع حجم العديد من البلورات مثل البلورات المفردة الكوارتز والبلورات المفردة السيليكون. يمكن أن يصل الحجم إلى مقياس متر. يرجع الحجم الصغير جدًا للجرافيت أحادي البلورة إلى التفاعل الضعيف بين طبقات الجرافيت ، ومن الصعب الحفاظ على تسطيح طبقة الجرافين أثناء النمو ، لذلك يتم تقسيم الجرافيت بسهولة إلى عدة حدود حبوب أحادية البلورة في الاضطراب. . لحل هذه المشكلة الرئيسية ، اقترح أستاذ فخري في المعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) ومتعاونوه البروفيسور ليو كايهوي ، البروفيسور وانغ إنج من جامعة بكين ، وآخرون استراتيجية لتجميع بلورات رسومية رفيعة ترتيب الرسم. فيلم ، وصولاً إلى مقياس بوصة. تستخدم طريقتها رقائق النيكل أحادية البلورة كركيزة ، ويتم تغذية ذرات الكربون من الجزء الخلفي من رقائق النيكل من خلال "عملية ترسق الانزلاق المتساوي". بدلاً من استخدام مصدر من الورق المقوى الغازي ، اختاروا مادة كربونية صلبة لتسهيل نمو الجرافيت. تتيح هذه الاستراتيجية الجديدة إنتاج أفلام جرافيت أحادية البلورة بسمك حوالي 1 بوصة و 35 ميكرون ، أو أكثر من 100000 طبقة من الجرافين في غضون أيام قليلة. بالمقارنة مع جميع عينات الجرافيت المتاحة ، فإن الجرافيت أحادي البلورة لديه توصيل حراري يبلغ 2880 واط M-1K-1 ، ومحتوى ضئيل من الشوائب ، والحد الأدنى من المسافة بين الطبقات. (1) توليف ناجح لأفلام النيكل ذات البلورة الواحدة ذات الحجم الكبير حيث يتجنب ركائز متطخة للغاية اضطراب الجرافيت الاصطناعي ؛ (2) يتم زراعة 100،000 طبقة من الجرافين متساوي الحرارة في حوالي 100 ساعة ، بحيث يتم تصنيع كل طبقة من الجرافين في نفس البيئة الكيميائية ودرجة الحرارة ، مما يضمن الجودة الموحدة للجرافيت ؛ (3) يتيح الإمداد المستمر من الكربون عبر الجانب الخلفي من رقائق النيكل أن تنمو طبقات الجرافين بشكل مستمر بمعدل مرتفع للغاية ، حوالي طبقة واحدة كل خمس ثوان "،"