U raffreddamentu di l'elettronica putente in l'ultimi smartphones pò esse una sfida maiò. I circadori di l'Università di Scienza è Tecnulugia King Abdullah anu sviluppatu un metudu rapidu è efficiente per creà materiali di carbone ideali per dissipà u calore da i dispositivi elettronichi. Stu materiale versatile pò truvà altre applicazioni, da i sensori di gas à i pannelli solari.
Parechji dispusitivi elettronichi utilizanu filmi di grafite per cunduce è dissipà u calore generatu da i cumpunenti elettronichi. Ancu s'è a grafite hè una forma naturale di carbone, a gestione termica in l'elettronica hè un'applicazione esigente è dipende spessu da l'usu di filmi di grafite di alta qualità di spessore micron. "Tuttavia, u metudu di fabricazione di sti filmi di grafite utilizendu polimeri cum'è materie prime hè cumplessu è ad alta intensità energetica", spiega Gitanjali Deokar, un postdoc in u laburatoriu di Pedro Costa chì hà guidatu u travagliu. I filmi sò fabbricati attraversu un prucessu in più tappe chì richiede temperature finu à 3.200 gradi Celsius è ùn pò micca pruduce filmi più fini di uni pochi di micron.
Deokar, Costa è i so culleghi anu sviluppatu un metudu rapidu è efficiente in termini di energia per fà fogli di grafite di circa 100 nanometri di spessore. A squadra hà utilizatu una tecnica chjamata deposizione chimica da vapore (CVD) per fà cresce filmi di grafite di spessore nanometricu (NGF) nantu à una lamina di nichel, induve u nichel catalizeghja a cunversione di u metanu caldu in grafite nantu à a so superficia. "Avemu ottenutu NGF in solu una fase di crescita CVD di 5 minuti à una temperatura di reazione di 900 gradi Celsius", hà dettu Deokar.
L'NGF pò cresce in fogli finu à 55 cm2 di superficia è cresce da i dui lati di a lamina. Pò esse eliminatu è trasferitu à altre superfici senza a necessità di un stratu di supportu polimericu, chì hè un requisitu cumunu quandu si travaglia cù filmi di grafene à un solu stratu.
Travagliendu cù l'espertu in microscopia elettronica Alessandro Genovese, a squadra hà ottenutu immagini di microscopia elettronica à trasmissione (TEM) di sezioni trasversali di NGF nantu à u nichel. "Osservà l'interfaccia trà i filmi di grafite è a lamina di nichel hè una realizazione senza precedenti è furnisce informazioni supplementari nantu à u mecanismu di crescita di sti filmi", hà dettu Costa.
U spessore di NGF si trova trà i filmi di grafite di spessore micron dispunibili in cummerciu è u grafene à un solu stratu. "NGF cumplementa u grafene è i fogli di grafite industriale, aghjunghjendu à l'arsenale di filmi di carbone stratificati", hà dettu Costa. Per esempiu, per via di a so flessibilità, NGF pò esse adupratu per a gestione termica in telefoni cellulari flessibili chì cumincianu avà à cumparisce nantu à u mercatu. "Rispettu à i filmi di grafene, l'integrazione di NGF serà più economica è più stabile", hà aghjustatu.
Tuttavia, l'NGF hà parechji usi al di là di a dissipazione di u calore. Una caratteristica interessante evidenziata in l'imaghjini TEM hè chì alcune parti di l'NGF sò spesse solu uni pochi di strati di carbone. "Rimarchevule, a presenza di parechji strati di duminii di grafene assicura un gradu sufficiente di trasparenza di a luce visibile in tuttu u film", hà dettu Deoka. A squadra di ricerca hà ipotizzatu chì l'NGF conduttivu è traslucidu puderia esse adupratu cum'è cumpunente di e cellule solari o cum'è materiale di rilevamentu per rilevà u gasu di diossidu d'azotu. "Avemu intenzione di integrà l'NGF in i dispositivi in modu chì possi agisce cum'è un materiale attivu multifunzionale", hà dettu Costa.
Più infurmazione: Gitanjali Deokar et al., Crescita rapida di filmi di grafite di spessore nanometricu nantu à una lamina di nichel à scala di wafer è a so analisi strutturale, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
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Data di publicazione: 05 di settembre di u 2024