Mae gan graffit o ansawdd uchel gryfder mecanyddol rhagorol, sefydlogrwydd thermol, hyblygrwydd uchel a dargludedd thermol a thrydanol uchel iawn yn y plân, gan ei wneud yn un o'r deunyddiau uwch pwysicaf ar gyfer llawer o gymwysiadau megis dargludyddion ffotothermol a ddefnyddir fel batris mewn ffonau. Er enghraifft, math arbennig o graffit, sef graffit pyrolytig wedi'i drefnu'n fawr (HOPG), yw un o'r rhai a ddefnyddir amlaf mewn labordai. Deunydd. Mae'r priodweddau rhagorol hyn oherwydd strwythur haenog graffit, lle mae bondiau cofalent cryf rhwng yr atomau carbon yn yr haenau graffen yn cyfrannu at briodweddau mecanyddol rhagorol, dargludedd thermol a thrydanol, tra bod ychydig iawn o ryngweithio rhwng yr haenau graffen. Mae'r weithred yn arwain at radd uchel o hyblygrwydd. graffit. Er bod graffit wedi'i ddarganfod yn natur ers mwy na 1000 o flynyddoedd a bod ei synthesis artiffisial wedi'i astudio ers mwy na 100 mlynedd, mae ansawdd samplau graffit, naturiol a synthetig, ymhell o fod yn ddelfrydol. Er enghraifft, mae maint y parthau graffit grisial sengl mwyaf mewn deunyddiau graffit fel arfer yn llai nag 1 mm, sy'n groes i faint llawer o grisialau megis crisialau sengl cwarts a chrisialau sengl silicon. Gall y maint gyrraedd graddfa metr. Mae maint bach iawn graffit un grisial oherwydd y rhyngweithio gwan rhwng yr haenau graffit, ac mae gwastadrwydd yr haen graffen yn anodd ei gynnal yn ystod twf, felly mae graffit yn hawdd ei dorri'n sawl ffin grawn un grisial mewn anhrefn. . I ddatrys y broblem allweddol hon, mae'r Athro Emeritws o Sefydliad Cenedlaethol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Ulsan (UNIST) a'i gydweithwyr yr Athro Liu Kaihui, yr Athro Wang Enge o Brifysgol Peking, ac eraill wedi cynnig strategaeth ar gyfer syntheseiddio ffilm grisialau sengl graffit tenau o faint trefn, i lawr i'r raddfa fodfedd. Mae eu dull yn defnyddio ffoil nicel un grisial fel swbstrad, ac mae atomau carbon yn cael eu bwydo o gefn y ffoil nicel trwy "broses diddymu-tryliad-dyddodiad isothermol". Yn lle defnyddio ffynhonnell cardbord nwyol, fe wnaethant ddewis deunydd carbon solet i hwyluso twf graffit. Mae'r strategaeth newydd hon yn ei gwneud hi'n bosibl cynhyrchu ffilmiau graffit un grisial gyda thrwch o tua 1 fodfedd a 35 micron, neu fwy na 100,000 o haenau graffen mewn ychydig ddyddiau. O'i gymharu â'r holl samplau graffit sydd ar gael, mae gan graffit un grisial ddargludedd thermol o ~2880 W m-1K-1, cynnwys dibwys o amhureddau, a phellter lleiaf rhwng haenau. (1) Mae synthesis llwyddiannus o ffilmiau nicel un grisial o faint mawr fel swbstradau uwch-wastad yn osgoi anhrefn graffit synthetig; (2) mae 100,000 o haenau o graffen yn cael eu tyfu'n isothermol mewn tua 100 awr, fel bod pob haen o graffen yn cael ei syntheseiddio yn yr un amgylchedd cemegol a thymheredd, sy'n sicrhau ansawdd unffurf graffit; (3) Mae'r cyflenwad parhaus o garbon trwy ochr arall y ffoil nicel yn caniatáu i'r haenau o graffen dyfu'n barhaus ar gyfradd uchel iawn, tua un haen bob pum eiliad.
Amser postio: Tach-09-2022