Altkvalita grafito havas bonegan mekanikan forton, termikan stabilecon, altan flekseblecon kaj tre altan en-ebenan termikan kaj elektran konduktivecon, igante ĝin unu el la plej gravaj progresintaj materialoj por multaj aplikoj, kiel ekzemple fototermikaj konduktiloj uzataj kiel baterioj en telefonoj. Ekzemple, speciala tipo de grafito, tre orda piroliza grafito (HOPG), estas unu el la plej ofte uzataj en laboratorioj. Materialo. Ĉi tiuj bonegaj ecoj ŝuldiĝas al la tavola strukturo de grafito, kie fortaj kovalentaj ligoj inter la karbonatomoj en la grafenaj tavoloj kontribuas al bonegaj mekanikaj ecoj, termikaj kaj elektraj konduktivecoj, dum tre malmulta interagado inter la grafenaj tavoloj rezultas en alta grado da fleksebleco. Kvankam grafito estis malkovrita en la naturo dum pli ol 1000 jaroj kaj ĝia artefarita sintezo estis studita dum pli ol 100 jaroj, la kvalito de grafitaj specimenoj, kaj naturaj kaj sintezaj, estas malproksima de ideala. Ekzemple, la grandeco de la plej grandaj unu-kristalaj grafitaj domajnoj en grafitaj materialoj estas tipe malpli ol 1 mm, kio forte kontrastas al la grandeco de multaj kristaloj kiel ekzemple kvarcaj unu-kristaloj kaj siliciaj unu-kristaloj. La grandeco povas atingi la skalon de metro. La tre eta grandeco de unu-kristala grafito ŝuldiĝas al la malforta interago inter la grafittavoloj, kaj la plateco de la grafena tavolo estas malfacile konservebla dum kresko, do grafito facile rompiĝas en plurajn unu-kristalajn grenlimojn en malordo. Por solvi ĉi tiun ŝlosilan problemon, Emerita Profesoro de la Ulsan Nacia Instituto de Scienco kaj Teknologio (UNIST) kaj liaj kunlaborantoj Profesoro Liu Kaihui, Profesoro Wang Enge de la Pekina Universitato, kaj aliaj proponis strategion por sintezi maldikajn unu-kristalajn grafittavolojn de grandeco ĝis colo. Ilia metodo uzas unu-kristalan nikelan tavolon kiel substraton, kaj karbonatomoj estas nutrataj de la malantaŭo de la nikela tavolo per "izoterma dissolvo-difuzo-depona procezo". Anstataŭ uzi gasan kartonan fonton, ili elektis solidan karbonan materialon por faciligi la kreskon de grafito. Ĉi tiu nova strategio ebligas produkti unu-kristalajn grafittavolojn kun dikeco de ĉirkaŭ 1 colo kaj 35 mikrometroj, aŭ pli ol 100 000 grafenavolojn en kelkaj tagoj. Kompare kun ĉiuj haveblaj grafito-specimenoj, unu-kristala grafito havas varmokonduktecon de ~2880 W m⁻¹K⁻¹, nesignifan enhavon de malpuraĵoj, kaj minimuman distancon inter tavoloj. (1) Sukcesa sintezo de unu-kristalaj nikelaj filmoj de granda grandeco kiel ultra-plataj substratoj evitas malordon de sinteza grafito; (2) 100 000 tavoloj de grafeno estas izoterme kreskigitaj en ĉirkaŭ 100 horoj, tiel ke ĉiu tavolo de grafeno estas sintezita en la sama kemia medio kaj temperaturo, kio certigas la unuforman kvaliton de grafito; (3) La kontinua provizo de karbono tra la malantaŭa flanko de la nikela folio permesas al la tavoloj de grafeno kontinue kreski je tre alta rapideco, ĉirkaŭ unu tavolo ĉiujn kvin sekundojn.
Afiŝtempo: 9-a de novembro 2022