Охлаждането на мощната електроника в най-новите смартфони може да бъде голямо предизвикателство. Изследователи от Университета за наука и технологии „Крал Абдула“ са разработили бърз и ефикасен метод за създаване на въглеродни материали, идеални за разсейване на топлината от електронни устройства. Този универсален материал може да намери други приложения, от газови сензори до слънчеви панели.
Много електронни устройства използват графитни филми за провеждане и разсейване на топлината, генерирана от електронните компоненти. Въпреки че графитът е естествена форма на въглерод, управлението на температурата в електрониката е взискателно приложение и често зависи от използването на висококачествени графитни филми с дебелина от микрони. „Методът за производство на тези графитни филми с помощта на полимери като суровини обаче е сложен и енергоемък“, обяснява Гитанджали Деокар, постдокторант в лабораторията на Педро Коста, който ръководи работата. Филмите се изработват чрез многоетапен процес, който изисква температури до 3200 градуса по Целзий и не може да произведе филми с дебелина от няколко микрона.
Деокар, Коста и техните колеги са разработили бърз и енергийно ефективен метод за производство на графитни листове с дебелина около 100 нанометра. Екипът е използвал техника, наречена химическо отлагане от пари (CVD), за да отгледа графитни филми (NGF) с дебелина на нанометър върху никелово фолио, където никелът катализира превръщането на горещ метан в графит на повърхността му. „Постигнахме NGF само с 5-минутен етап на CVD растеж при реакционна температура от 900 градуса по Целзий“, каза Деокар.
NGF може да се разраства на листове с площ до 55 cm² и да расте от двете страни на фолиото. Може да се отстранява и пренася върху други повърхности, без да е необходим полимерен поддържащ слой, което е често срещано изискване при работа с еднослойни графенови филми.
Работейки с експерта по електронна микроскопия Алесандро Дженовезе, екипът получи изображения от трансмисионна електронна микроскопия (ТЕМ) на напречни сечения на NGF върху никел. „Наблюдението на границата между графитните филми и никеловото фолио е безпрецедентно постижение и ще предостави допълнителна информация за механизма на растеж на тези филми“, каза Коста.
Дебелината на NGF е между търговски достъпните графитни филми с дебелина от микрон и еднослойния графен. „NGF допълва графена и индустриалните графитни листове, добавяйки към арсенала от слоести въглеродни филми“, каза Коста. Например, благодарение на своята гъвкавост, NGF може да се използва за управление на температурата в гъвкави мобилни телефони, които сега започват да се появяват на пазара. „В сравнение с графеновите филми, интеграцията на NGF ще бъде по-евтина и по-стабилна“, добави той.
Въпреки това, NGF има много приложения освен разсейването на топлината. Интересна характеристика, подчертана в TEM изображенията, е, че някои части на NGF са само с няколко слоя въглерод. „Забележително е, че наличието на множество слоеве графенови домейни осигурява достатъчна степен на прозрачност на видимата светлина в целия филм“, каза Деока. Изследователският екип предположи, че проводимият, полупрозрачен NGF може да се използва като компонент на слънчеви клетки или като сензорен материал за откриване на азотен диоксид. „Планираме да интегрираме NGF в устройства, така че да може да действа като многофункционален активен материал“, каза Коста.
Допълнителна информация: Гитанджали Деокар и др., Бърз растеж на графитни филми с дебелина на нанометър върху никелово фолио с размер на пластина и техният структурен анализ, Нанотехнологии (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Ако срещнете печатна грешка, неточност или искате да подадете заявка за редактиране на съдържание на тази страница, моля, използвайте този формуляр. За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт. За обща обратна връзка използвайте секцията за публични коментари по-долу (следвайте инструкциите).
Вашето мнение е важно за нас. Поради големия обем съобщения обаче, не можем да гарантираме персонализиран отговор.
Вашият имейл адрес се използва само за да се уведомят получателите кой е изпратил имейла. Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за каквато и да е друга цел. Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл и няма да бъде съхранявана от Phys.org под никаква форма.
Получавайте седмични и/или ежедневни актуализации във входящата си поща. Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Ние правим нашето съдържание достъпно за всички. Помислете за подкрепа на мисията на Science X с премиум акаунт.
Време на публикуване: 05 септември 2024 г.