Refredar la potent electrònica dels últims telèfons intel·ligents pot ser un repte important. Els investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia del rei Abdullah han desenvolupat un mètode ràpid i eficient per crear materials de carboni ideals per dissipar la calor dels dispositius electrònics. Aquest material versàtil pot trobar altres aplicacions, des de sensors de gas fins a plaques solars.
Molts dispositius electrònics utilitzen pel·lícules de grafit per realitzar i dissipar la calor generada pels components electrònics. Tot i que el grafit és una forma natural de carboni, la gestió tèrmica de l’electrònica és una aplicació exigent i sovint depèn de l’ús de pel·lícules de grafit de gruix de micres d’alta qualitat. "Tot i això, el mètode per fer aquestes pel·lícules de grafit mitjançant polímers com a matèries primeres és complex i intensiu energètic", explica Gitanjali Deokar, un postdoc al laboratori de Pedro Costa que va dirigir el treball. Les pel·lícules es realitzen mitjançant un procés en diversos passos que requereix temperatures de fins a 3.200 graus centígrads i no poden produir pel·lícules més primes que algunes micres.
Deokar, Costa i els seus col·legues han desenvolupat un mètode ràpid i eficient energèticament per fer fulls de grafit uns 100 nanòmetres de gruix. L’equip va utilitzar una tècnica anomenada de deposició de vapor químic (CVD) per fer créixer pel·lícules de grafit de gruix nanòmetre (NGFS) en paper de níquel, on el níquel catalitza la conversió de metà calent en grafit a la seva superfície. "Hem aconseguit NGF en només un pas de creixement de CVD de 5 minuts a una temperatura de reacció de 900 graus centígrads", va dir Deokar.
NGF pot créixer en llençols de fins a 55 cm2 i créixer a banda i banda de la làmina. Es pot eliminar i transferir a altres superfícies sense necessitat d’una capa de suport de polímer, que és un requisit comú quan es treballa amb pel·lícules de grafè d’una sola capa.
Treballant amb l'expert en microscòpia electrònica Alessandro Genovese, l'equip va obtenir imatges de microscòpia electrònica de transmissió (TEM) de seccions creuades de NGF al níquel. "L'observació de la interfície entre les pel·lícules de grafit i el paper de níquel és un assoliment sense precedents i proporcionarà informació addicional sobre el mecanisme de creixement d'aquestes pel·lícules", va dir Costa.
El gruix de NGF es troba entre pel·lícules de grafit de gruix de micres disponibles comercialment i grafè d'una sola capa. "NGF complementa les làmines de grafè i grafit industrial, afegint -se a l'arsenal de les pel·lícules de carboni en capes", va dir Costa. Per exemple, a causa de la seva flexibilitat, NGF es pot utilitzar per a la gestió tèrmica en telèfons mòbils flexibles que ara comencen a aparèixer al mercat. "En comparació amb les pel·lícules de grafè, la integració de NGF serà més barata i estable", va afegir.
Tot i això, NGF té molts usos més enllà de la dissipació de la calor. Una característica interessant destacada a les imatges TEM és que algunes parts del NGF són només algunes capes de carboni de gruix. "Notablement, la presència de múltiples capes de dominis de grafè garanteix un grau suficient de transparència de llum visible al llarg de la pel·lícula", va dir Deoka. L’equip d’investigació va plantejar que el NGF conductor i translúcid es podria utilitzar com a component de les cèl·lules solars o com a material de detecció per detectar gas diòxid de nitrogen. "Tenim previst integrar NGF en dispositius perquè pugui actuar com a material actiu multifuncional", va dir Costa.
Informació addicional: Gitanjali Deokar et al., Ràpid creixement de pel·lícules de grafit de gruix nanòmetre sobre paper de níquel a escala hòstia i la seva anàlisi estructural, nanotecnologia (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Si trobeu una tipografia, inexactitud o voleu enviar una sol·licitud per editar contingut en aquesta pàgina, utilitzeu aquest formulari. Per a preguntes generals, utilitzeu el nostre formulari de contacte. Per obtenir comentaris generals, utilitzeu la secció de comentaris públics a continuació (seguiu les instruccions).
La vostra opinió és important per a nosaltres. Tanmateix, a causa de l’elevat volum de missatges, no podem garantir una resposta personalitzada.
La vostra adreça de correu electrònic només s’utilitza per indicar als destinataris que han enviat el correu electrònic. Ni la vostra adreça ni l’adreça del destinatari s’utilitzaran per a cap altre propòsit. La informació que introduïu apareixerà al vostre correu electrònic i no serà emmagatzemada per Phys.org de cap forma.
Rep actualitzacions setmanals i/o diàries a la safata d'entrada. Podeu donar -vos de baixa en qualsevol moment i mai compartirem les vostres dades amb tercers.
Fem que el nostre contingut sigui accessible a tothom. Penseu en el suport de la missió de Science X amb un compte premium.
Posada de temps: 05-05-2024