Grafit af høj kvalitet har fremragende mekanisk styrke, termisk stabilitet, høj fleksibilitet og meget høj termisk og elektrisk ledningsevne i planet, hvilket gør det til et af de vigtigste avancerede materialer til mange anvendelser, såsom fototermiske ledere, der bruges som batterier i telefoner. For eksempel er en speciel type grafit, højordnet pyrolytisk grafit (HOPG), en af de mest almindeligt anvendte i laboratorier. Materiale. Disse fremragende egenskaber skyldes grafitens lagdelte struktur, hvor stærke kovalente bindinger mellem kulstofatomerne i grafenlagene bidrager til fremragende mekaniske egenskaber, termisk og elektrisk ledningsevne, mens der er meget lille interaktion mellem grafenlagene. Virkningen resulterer i en høj grad af fleksibilitet. grafit. Selvom grafit er blevet opdaget i naturen i mere end 1000 år, og dens kunstige syntese er blevet undersøgt i mere end 100 år, er kvaliteten af grafitprøver, både naturlige og syntetiske, langt fra ideel. For eksempel er størrelsen af de største enkeltkrystalgrafitdomæner i grafitmaterialer typisk mindre end 1 mm, hvilket står i skarp kontrast til størrelsen af mange krystaller, såsom kvarts-enkeltkrystaller og silicium-enkeltkrystaller. Størrelsen kan nå en meters skala. Den meget lille størrelse af enkeltkrystalgrafit skyldes den svage interaktion mellem grafitlagene, og grafenlagets fladhed er vanskelig at opretholde under vækst, så grafit let brydes i flere enkeltkrystalkorngrænser i uorden. For at løse dette centrale problem har professor emeritus fra Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) og hans samarbejdspartnere professor Liu Kaihui, professor Wang Enge fra Peking University og andre foreslået en strategi til syntetisering af tynde grafit-enkeltkrystaller af størrelsesordenen, ned til tommeskalaen. Deres metode bruger en enkeltkrystal-nikkelfolie som substrat, og kulstofatomer tilføres fra bagsiden af nikkelfolien gennem en "isotermisk opløsnings-diffusions-aflejringsproces". I stedet for at bruge en gasformig papkilde valgte de et fast kulstofmateriale for at lette grafitvækst. Denne nye strategi gør det muligt at producere enkeltkrystalgrafitfilm med en tykkelse på ca. 1 tomme og 35 mikron, eller mere end 100.000 grafenlag på få dage. Sammenlignet med alle tilgængelige grafitprøver har enkeltkrystalgrafit en varmeledningsevne på ~2880 W m-1K-1, et ubetydeligt indhold af urenheder og en minimal afstand mellem lagene. (1) Succesfuld syntese af enkeltkrystalnikkelfilm af stor størrelse som ultraflade substrater undgår uorden af syntetisk grafit; (2) 100.000 lag grafen dyrkes isotermisk på cirka 100 timer, således at hvert lag grafen syntetiseres i det samme kemiske miljø og temperatur, hvilket sikrer ensartet kvalitet af grafiten; (3) Den kontinuerlige tilførsel af kulstof gennem bagsiden af nikkelfolien tillader grafenlagene at vokse kontinuerligt med en meget høj hastighed, cirka et lag hvert femte sekund.
Opslagstidspunkt: 9. november 2022