Ο γραφίτης υψηλής ποιότητας έχει εξαιρετική μηχανική αντοχή, θερμική σταθερότητα, υψηλή ευελιξία και πολύ υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα σε επίπεδο, καθιστώντας το ένα από τα σημαντικότερα προηγμένα υλικά για πολλές εφαρμογές όπως οι φωτοθερμικοί αγωγοί που χρησιμοποιούνται ως μπαταρίες στα τηλέφωνα. Για παράδειγμα, ένας ειδικός τύπος γραφίτη, εξαιρετικά διατεταγμένος πυολυτικός γραφίτης (HOPG), είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα στα εργαστήρια. Υλικό. Αυτές οι εξαιρετικές ιδιότητες οφείλονται στη στρωμένη δομή του γραφίτη, όπου ισχυροί ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων άνθρακα στα στρώματα του γραφένιου συμβάλλουν σε εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, ενώ ελάχιστη αλληλεπίδραση μεταξύ των στρωμάτων του γραφένιου. Η δράση έχει ως αποτέλεσμα υψηλό βαθμό ευελιξίας. γραφίτης. Αν και ο γραφίτης έχει ανακαλυφθεί στη φύση για περισσότερα από 1000 χρόνια και η τεχνητή σύνθεσή του έχει μελετηθεί για περισσότερα από 100 χρόνια, η ποιότητα των δειγμάτων γραφίτη, τόσο φυσικού όσο και συνθετικού, απέχει πολύ από το ιδανικό. Για παράδειγμα, το μέγεθος των μεγαλύτερων περιοχών γραφίτη μεμονωμένου κρυστάλλου σε υλικά γραφίτη είναι συνήθως μικρότερο από 1 mm, το οποίο βρίσκεται σε έντονη αντίθεση με το μέγεθος πολλών κρυστάλλων όπως οι μονοί κρύσταλλοι χαλαζία και οι μονό κρύσταλλοι πυριτίου. Το μέγεθος μπορεί να φτάσει στην κλίμακα ενός μετρητή. Το πολύ μικρό μέγεθος του γραφίτη ενός κρυστάλλου οφείλεται στην αδύναμη αλληλεπίδραση μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη και η επιπεδότητα του στρώματος του γραφένιου είναι δύσκολο να διατηρηθεί κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, οπότε ο γραφίτης διασπάται εύκολα σε διάφορα όρια μονής κρυστάλλου σε διαταραχή. . Για την επίλυση αυτού του βασικού προβλήματος, ο ομότιμος καθηγητής του Εθνικού Ινστιτούτου Επιστημών και Τεχνολογίας του Ulsan και οι συνεργάτες του, καθηγητής Liu Kaihui, καθηγητής Wang Enge του Πανεπιστημίου Peking και άλλοι έχουν προτείνει μια στρατηγική για τη σύνθεση των λεπτών γραφικών κρυστάλλων. ταινία, μέχρι την κλίμακα της ίντσας. Η μέθοδος τους χρησιμοποιεί ένα φύλλο νικελίου ενός κρυστάλλου ως υπόστρωμα και τα άτομα άνθρακα τροφοδοτούνται από το πίσω μέρος του φύλλου νικελίου μέσω μιας «ισοθερμικής διεργασίας-κατάρρευσης-κατάρρευσης-κατάρρευσης». Αντί να χρησιμοποιούν μια πηγή αέσης από χαρτόνι, επέλεξαν ένα στερεό υλικό άνθρακα για να διευκολύνουν την ανάπτυξη γραφίτη. Αυτή η νέα στρατηγική καθιστά δυνατή την παραγωγή ταινιών γραφίτη ενός κρυστάλλου με πάχος περίπου 1 ίντσας και 35 μικρά, ή περισσότερα από 100.000 στρώματα γραφένιου σε λίγες μέρες. Σε σύγκριση με όλα τα διαθέσιμα δείγματα γραφίτη, ο γραφίτης ενός κρυστάλλου έχει θερμική αγωγιμότητα ~ 2880 W M-1K-1, ασήμαντο περιεχόμενο των ακαθαρσιών και ελάχιστη απόσταση μεταξύ των στρωμάτων. (1) επιτυχημένη σύνθεση μεμβράνων με μήκος μήκους μεγέθους, καθώς τα υποστρώματα Ultra-Flat αποφεύγουν τη διαταραχή του συνθετικού γραφίτη. (2) 100.000 στρώματα graphene καλλιεργούνται ισοθερμικά σε περίπου 100 ώρες, έτσι ώστε κάθε στρώμα γραφένιου να συντίθεται στο ίδιο χημικό περιβάλλον και θερμοκρασία, γεγονός που εξασφαλίζει την ομοιόμορφη ποιότητα του γραφίτη. (3) Η συνεχής παροχή άνθρακα μέσω της αντίστροφης πλευράς του φύλλου νικελίου επιτρέπει στα στρώματα του γραφένιου να αναπτύσσονται συνεχώς με πολύ υψηλό ρυθμό, περίπου ένα στρώμα κάθε πέντε δευτερόλεπτα "
Χρόνος δημοσίευσης: Νοέμβριος-09-2022