Yüksək keyfiyyətli qrafit əla mexaniki möhkəmliyə, istilik stabilliyinə, yüksək elastikliyə və çox yüksək müstəvi istilik və elektrik keçiriciliyinə malikdir və bu da onu telefonlarda batareya kimi istifadə olunan fototermal keçiricilər kimi bir çox tətbiq üçün ən vacib qabaqcıl materiallardan birinə çevirir. Məsələn, xüsusi bir qrafit növü, yüksək nizamlı pirolitik qrafit (HOPG), laboratoriyalarda ən çox istifadə edilənlərdən biridir. Material. Bu əla xüsusiyyətlər qrafitin laylı quruluşundan qaynaqlanır, burada qrafen təbəqələrindəki karbon atomları arasında güclü kovalent bağlar əla mexaniki xüsusiyyətlərə, istilik və elektrik keçiriciliyinə töhfə verir, qrafen təbəqələri arasında isə çox az qarşılıqlı təsir göstərir. Təsir yüksək dərəcədə elastikliyə səbəb olur. qrafit. Qrafit təbiətdə 1000 ildən çoxdur ki, kəşf edilsə də və onun süni sintezi 100 ildən çoxdur ki, öyrənilsə də, həm təbii, həm də sintetik qrafit nümunələrinin keyfiyyəti idealdan çox uzaqdır. Məsələn, qrafit materiallarında ən böyük tək kristal qrafit domenlərinin ölçüsü adətən 1 mm-dən azdır ki, bu da kvars tək kristalları və silikon tək kristalları kimi bir çox kristalların ölçüsündən kəskin şəkildə fərqlənir. Ölçü metr miqyasına çata bilər. Tək kristal qrafitin çox kiçik ölçüsü qrafit təbəqələri arasındakı zəif qarşılıqlı təsirdən qaynaqlanır və böyümə zamanı qrafen təbəqəsinin düzlüyünü qorumaq çətindir, buna görə də qrafit nizamsızlıqda asanlıqla bir neçə tək kristal dənəcik sərhədinə bölünür. Bu əsas problemi həll etmək üçün Ulsan Milli Elm və Texnologiya İnstitutunun (UNIST) fəxri professoru və onun əməkdaşları professor Liu Kaihui, Pekin Universitetinin professoru Vanq Enge və başqaları düym miqyasına qədər nazik böyüklük sıralı qrafit tək kristal filmi sintez etmək üçün bir strategiya təklif etdilər. Onların metodu substrat kimi tək kristal nikel folqasından istifadə edir və karbon atomları nikel folqasının arxasından "izotermik həllolma-diffuziya-çökmə prosesi" vasitəsilə qidalanır. Qazlı karton mənbəyindən istifadə etmək əvəzinə, onlar qrafitin böyüməsini asanlaşdırmaq üçün bərk karbon materialını seçdilər. Bu yeni strategiya, bir neçə gün ərzində təxminən 1 düym və 35 mikron qalınlığında və ya 100.000-dən çox qrafit təbəqəsi olan tək kristal qrafit filmləri istehsal etməyə imkan verir. Mövcud olan bütün qrafit nümunələri ilə müqayisədə, tək kristal qrafitin istilik keçiriciliyi ~2880 Vt/m-1K-1, çirklərin əhəmiyyətsiz miqdarı və təbəqələr arasında minimum məsafə var. (1) Böyük ölçülü tək kristal nikel təbəqələrinin ultra düz substratlar kimi uğurlu sintezi sintetik qrafitin pozulmasının qarşısını alır; (2) təxminən 100 saat ərzində 100.000 təbəqə qrafen izotermik şəkildə yetişdirilir ki, hər bir təbəqə eyni kimyəvi mühitdə və temperaturda sintez olunsun və bu da qrafitin vahid keyfiyyətini təmin edir; (3) Nikel folqasının arxa tərəfindən karbonun davamlı tədarükü qrafen təbəqələrinin çox yüksək sürətlə, təxminən hər beş saniyədə bir təbəqə ilə davamlı böyüməsinə imkan verir.
Yazı vaxtı: 09 Noyabr 2022