Астуджэнне магутнай электронікі ў найноўшых смартфонах можа стаць сур'ёзнай праблемай. Даследчыкі з Каралеўскага ўніверсітэта навукі і тэхналогій імя Абдалы распрацавалі хуткі і эфектыўны метад стварэння вугляродных матэрыялаў, ідэальных для адводу цяпла ад электронных прылад. Гэты універсальны матэрыял можа знайсці іншае прымяненне, ад газавых датчыкаў да сонечных панэляў.
У многіх электронных прыладах графітавыя плёнкі выкарыстоўваюцца для правядзення і рассейвання цяпла, якое выпрацоўваецца электроннымі кампанентамі. Нягледзячы на тое, што графіт — гэта натуральная форма вугляроду, кіраванне тэмпературай у электроніцы з'яўляецца складаным прымяненнем і часта залежыць ад выкарыстання высакаякасных графітавых плёнак мікроннай таўшчыні. «Аднак метад вырабу гэтых графітавых плёнак з выкарыстаннем палімераў у якасці сыравіны з'яўляецца складаным і энергаёмістым», — тлумачыць Гітанджалі Дэокар, постдоктар лабараторыі Педра Косты, які кіраваў працай. Плёнкі вырабляюцца з дапамогай шматэтапнага працэсу, які патрабуе тэмператур да 3200 градусаў Цэльсія і не можа вырабляць плёнкі танчэйшыя за некалькі мікронаў.
Дэокар, Коста і іх калегі распрацавалі хуткі і энергаэфектыўны метад вырабу графітавых лістоў таўшчынёй каля 100 нанаметраў. Каманда выкарыстала тэхніку, якая называецца хімічнае асаджэнне з паравой фальгі (CVD), для вырошчвання графітавых плёнак (NGF) нанаметровай таўшчыні на нікелевай фальзе, дзе нікель каталізуе пераўтварэнне гарачага метану ў графіт на яго паверхні. «Мы дасягнулі NGF усяго за 5-хвілінны этап вырошчвання CVD пры тэмпературы рэакцыі 900 градусаў Цэльсія», — сказаў Дэокар.
NGF можа расці ў лісты плошчай да 55 см² і расці з абодвух бакоў фальгі. Яго можна выдаліць і перанесці на іншыя паверхні без неабходнасці палімернага апорнага пласта, што з'яўляецца распаўсюджаным патрабаваннем пры працы з аднаслаёвымі графенавымі плёнкамі.
Сумесна з экспертам па электроннай мікраскапіі Алесандра Джэнавезе каманда атрымала выявы папярочных сячэнняў NGF на нікелі, атрыманыя з дапамогай прасвечвальнай электроннай мікраскапіі (ПЭМ). «Назіранне за паверхняй падзелу паміж графітавымі плёнкамі і нікелевай фальгой — гэта беспрэцэдэнтнае дасягненне, якое дасць дадатковае разуменне механізму росту гэтых плёнак», — сказаў Коста.
Таўшчыня NGF знаходзіцца паміж камерцыйна даступнымі графітавымі плёнкамі мікроннай таўшчыні і аднаслаёвым графенам. «NGF дапаўняе графен і прамысловыя графітавыя лісты, папаўняючы арсенал шматслаёвых вугляродных плёнак», — сказаў Коста. Напрыклад, дзякуючы сваёй гнуткасці NGF можа выкарыстоўвацца для рэгулявання тэмпературы ў гнуткіх мабільных тэлефонах, якія зараз пачынаюць з'яўляцца на рынку. «У параўнанні з графенавымі плёнкамі, інтэграцыя NGF будзе таннейшай і больш стабільнай», — дадаў ён.
Аднак NGF мае шмат ужыванняў, акрамя рассейвання цяпла. Цікавай асаблівасцю, якая вылучаецца на выявах TEM, з'яўляецца тое, што некаторыя часткі NGF маюць таўшчыню ўсяго ў некалькі слаёў вугляроду. «Выдатна, што наяўнасць некалькіх слаёў графенавых даменаў забяспечвае дастатковую ступень празрыстасці бачнага святла па ўсёй плёнцы», — сказаў Дэока. Даследчая група выказала гіпотэзу, што праводны, напаўпразрысты NGF можа быць выкарыстаны ў якасці кампанента сонечных батарэй або ў якасці сэнсарнага матэрыялу для выяўлення газападобнага дыяксіду азоту. «Мы плануем інтэграваць NGF у прылады, каб ён мог выступаць у якасці шматфункцыянальнага актыўнага матэрыялу», — сказаў Коста.
Дадатковая інфармацыя: Гітанджалі Дэокар і інш., Хуткі рост графітавых плёнак нанаметровай таўшчыні на нікелевай фальзе маштабу пласцін і іх структурны аналіз, Нанатэхналогіі (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Калі вы сутыкнуліся з памылкай друку, недакладнасцю або жадаеце адправіць запыт на рэдагаванне зместу на гэтай старонцы, калі ласка, скарыстайцеся гэтай формай. Па агульных пытаннях, калі ласка, скарыстайцеся нашай кантактнай формай. Для агульных водгукаў скарыстайцеся раздзелам публічных каментарыяў ніжэй (выконвайце інструкцыі).
Ваша меркаванне важнае для нас. Аднак з-за вялікай колькасці паведамленняў мы не можам гарантаваць персаналізаваны адказ.
Ваш адрас электроннай пошты выкарыстоўваецца толькі для таго, каб паведаміць атрымальнікам, хто адправіў ліст. Ні ваш адрас, ні адрас атрымальніка не будуць выкарыстоўвацца для якіх-небудзь іншых мэтаў. Уведзеная вамі інфармацыя будзе адлюстроўвацца ў вашым лісце і не будзе захоўвацца Phys.org у якой-небудзь форме.
Атрымлівайце штотыднёвыя і/або штодзённыя абнаўленні ў вашу паштовую скрыню. Вы можаце адпісацца ў любы час, і мы ніколі не будзем перадаваць вашы дадзеныя трэцім асобам.
Мы робім наш кантэнт даступным для ўсіх. Падумайце аб падтрымцы місіі Science X з дапамогай прэміум-акаўнта.
Час публікацыі: 05 верасня 2024 г.