Grafit af høj kvalitet har fremragende mekanisk styrke, termisk stabilitet, høj fleksibilitet og meget høj termisk og elektrisk ledningsevne, 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, meget ordnet pyrolytisk grafit (HOPG), en af de mest almindeligt anvendte i laboratorier. Materiale. Disse fremragende egenskaber skyldes den lagdelte struktur af grafit, hvor stærke kovalente bindinger mellem carbonatomerne i grafenlagene bidrager til fremragende mekaniske egenskaber, termiske og elektriske ledningsevne, mens meget lidt interaktion mellem grafenlagene. Handlingen 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 naturlig og syntetisk, langt fra ideel. F.eks. Er størrelsen på de største enkeltkrystallgrafitdomæner i grafitmaterialer typisk mindre end 1 mm, hvilket er i skarp kontrast til størrelsen på mange krystaller, såsom kvarts enkeltkrystaller og silicium -enkeltkrystaller. Størrelsen kan nå omfanget af en meter. Den meget lille størrelse af enkeltkrystallgrafit skyldes den svage interaktion mellem grafitlagene, og fladheden i grafenlaget er vanskelig at opretholde under vækst, så grafit brydes let i flere enkeltkrystallkorngrænser i uorden. . For at løse dette centrale problem har professor emeritus fra Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) og hans samarbejdspartnere prof. Liu Kaihui, professor Wang Enge fra Peking University, og andre foreslået en strategi til syntese af tynd orden-of-magnitude grafit enkeltkrystaller. Film, ned til tomme skala. Deres metode bruger en enkelt-krystal nikkelfolie som et substrat, og carbonatomer føres fra bagsiden af nikkelfolien gennem en "isotermisk opløsnings-diffusion-deponeringsproces". I stedet for at bruge en gasformig papkilde, valgte de et fast kulstofmateriale for at lette grafitvækst. Denne nye strategi gør det muligt at fremstille enkeltkrystall grafitfilm 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 enkeltkrystallgrafit en termisk ledningsevne på ~ 2880 W M-1K-1, et ubetydeligt indhold af urenheder og en minimumsafstand mellem lag. (1) vellykket syntese af enkeltkrystall-nikkelfilm af stor størrelse som ultra-flad-substrater undgår forstyrrelse af syntetisk grafit; (2) 100.000 lag grafen dyrkes isotermisk på cirka 100 timer, så hvert lag af grafen syntetiseres i det samme kemiske miljø og temperatur, hvilket sikrer den ensartede kvalitet af grafit; (3) Den kontinuerlige levering af kulstof gennem bagsiden af nikkelfolien gør det muligt for lagene med grafen kontinuerligt at vokse med en meget høj hastighed, cirka et lag hvert femte sekund, ”
Posttid: Nov-09-2022