Hlađenje moćne elektronike u najnovijim pametnim telefonima može biti veliki izazov. Istraživači sa Univerziteta nauke i tehnologije kralja Abdullaha razvili su brzu i efikasnu metodu za stvaranje karbonskih materijala idealnih za odvođenje toplote sa elektronskih uređaja. Ovaj svestrani materijal može pronaći i druge primjene, od senzora za plin do solarnih panela.
Mnogi elektronski uređaji koriste grafitne filmove za provođenje i odvođenje toplote koju generiraju elektronske komponente. Iako je grafit prirodni oblik ugljika, upravljanje toplotom u elektronici je zahtjevna primjena i često zavisi od upotrebe visokokvalitetnih grafitnih filmova debljine mikrona. „Međutim, metoda izrade ovih grafitnih filmova korištenjem polimera kao sirovina je složena i energetski intenzivna“, objašnjava Gitanjali Deokar, postdoktorand u Pedro Costa laboratoriji koji je vodio rad. Filmovi se izrađuju kroz višestepeni proces koji zahtijeva temperature do 3.200 stepeni Celzijusa i ne može proizvesti filmove tanje od nekoliko mikrona.
Deokar, Costa i njihove kolege razvili su brzu i energetski efikasnu metodu za izradu grafitnih ploča debljine oko 100 nanometara. Tim je koristio tehniku zvanu hemijsko taloženje iz pare (CVD) za uzgoj grafitnih filmova (NGF) debljine nanometara na niklovoj foliji, gdje nikl katalizira konverziju vrućeg metana u grafit na svojoj površini. „Postigli smo NGF u samo 5-minutnom CVD koraku rasta na temperaturi reakcije od 900 stepeni Celzijusa“, rekao je Deokar.
NGF može rasti u listove površine do 55 cm2 i rasti s obje strane folije. Može se ukloniti i prenijeti na druge površine bez potrebe za polimernim potpornim slojem, što je uobičajen zahtjev pri radu s jednoslojnim grafenskim filmovima.
U saradnji sa stručnjakom za elektronsku mikroskopiju Alessandrom Genoveseom, tim je dobio slike poprečnih presjeka NGF-a na niklu, snimljene transmisijskom elektronskom mikroskopijom (TEM). „Posmatranje granice između grafitnih filmova i niklove folije je neviđeno dostignuće i pružit će dodatni uvid u mehanizam rasta ovih filmova“, rekao je Costa.
Debljina NGF-a se nalazi između komercijalno dostupnih mikronskih grafitnih filmova i jednoslojnog grafena. „NGF nadopunjuje grafen i industrijske grafitne listove, dodajući to arsenalu slojevitih ugljičnih filmova“, rekao je Costa. Na primjer, zbog svoje fleksibilnosti, NGF se može koristiti za upravljanje toplinom u fleksibilnim mobilnim telefonima koji se sada počinju pojavljivati na tržištu. „U poređenju s grafen filmovima, integracija NGF-a bit će jeftinija i stabilnija“, dodao je.
Međutim, NGF ima mnogo drugih upotreba osim odvođenja toplote. Zanimljiva karakteristika istaknuta na TEM slikama je da su neki dijelovi NGF-a debeli samo nekoliko slojeva ugljika. „Nevjerovatno je da prisustvo više slojeva grafenskih domena osigurava dovoljan stepen transparentnosti vidljive svjetlosti kroz cijeli film“, rekao je Deoka. Istraživački tim je pretpostavio da bi se provodljivi, prozirni NGF mogao koristiti kao komponenta solarnih ćelija ili kao senzorski materijal za detekciju gasa azot-dioksida. „Planiramo integrirati NGF u uređaje tako da može djelovati kao multifunkcionalni aktivni materijal“, rekao je Costa.
Dodatne informacije: Gitanjali Deokar i dr., Brzi rast grafitnih filmova nanometarske debljine na niklovoj foliji veličine pločice i njihova strukturna analiza, Nanotehnologija (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Ako naiđete na tipografsku grešku, netačnost ili želite podnijeti zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, molimo vas da koristite ovaj obrazac. Za opšta pitanja, molimo vas da koristite naš kontakt obrazac. Za opšte povratne informacije, koristite odjeljak za javne komentare ispod (slijedite upute).
Vaše mišljenje nam je važno. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo garantovati personalizovani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo da bi se primaocima saopštilo ko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primaoca neće se koristiti u bilo koju drugu svrhu. Informacije koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Phys.org ih neće pohranjivati ni u kojem obliku.
Primajte sedmične i/ili dnevne novosti u inbox. Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke s trećim stranama.
Naš sadržaj činimo dostupnim svima. Razmislite o podršci misiji Science X-a kreiranjem premium računa.
Vrijeme objave: 05.09.2024.