El grafito de alta calidad posee excelente resistencia mecánica, estabilidad térmica, alta flexibilidad y muy alta conductividad térmica y eléctrica en el plano, lo que lo convierte en uno de los materiales avanzados más importantes para muchas aplicaciones tales como conductores fototérmicos usados como baterías en teléfonos. Por ejemplo, un tipo especial de grafito, el grafito pirolítico altamente ordenado (HOPG), es uno de los más comúnmente usados en laboratorios. Material. Estas excelentes propiedades se deben a la estructura en capas del grafito, donde fuertes enlaces covalentes entre los átomos de carbono en las capas de grafeno contribuyen a excelentes propiedades mecánicas, conductividad térmica y eléctrica, mientras que muy poca interacción entre las capas de grafeno. La acción resulta en un alto grado de flexibilidad. grafito. Aunque el grafito ha sido descubierto en la naturaleza por más de 1000 años y su síntesis artificial ha sido estudiada por más de 100 años, la calidad de las muestras de grafito, tanto naturales como sintéticas, está lejos de ser ideal. Por ejemplo, el tamaño de los dominios de grafito monocristalino más grandes en materiales de grafito suele ser inferior a 1 mm, lo que contrasta marcadamente con el tamaño de muchos cristales, como los monocristales de cuarzo y los monocristales de silicio. El tamaño puede alcanzar la escala de un metro. El diminuto tamaño del grafito monocristalino se debe a la débil interacción entre las capas de grafito, y la planitud de la capa de grafeno es difícil de mantener durante el crecimiento, por lo que el grafito se fragmenta fácilmente en varios límites de grano monocristalinos desordenados. Para resolver este problema clave, el profesor emérito del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) y sus colaboradores, el profesor Liu Kaihui, el profesor Wang Enge de la Universidad de Pekín y otros, han propuesto una estrategia para sintetizar monocristales de grafito delgados de un orden de magnitud. película, hasta la escala de pulgadas. Su método utiliza una lámina de níquel monocristalino como sustrato, y los átomos de carbono se alimentan desde la parte posterior de la lámina de níquel a través de un "proceso isotérmico de disolución-difusión-deposición". En lugar de usar una fuente de cartón gaseoso, optaron por un material de carbono sólido para facilitar el crecimiento del grafito. Esta nueva estrategia permite producir películas de grafito monocristalino con un espesor de aproximadamente 1 pulgada y 35 micras, o más de 100.000 capas de grafeno en pocos días. En comparación con todas las muestras de grafito disponibles, el grafito monocristalino tiene una conductividad térmica de ~2880 W m-1K-1, un contenido insignificante de impurezas y una distancia mínima entre capas. (1) La síntesis exitosa de películas de níquel monocristalino de gran tamaño como sustratos ultraplanos evita el desorden del grafito sintético; (2) 100.000 capas de grafeno se cultivan isotérmicamente en aproximadamente 100 horas, de modo que cada capa de grafeno se sintetiza en el mismo entorno químico y temperatura, lo que garantiza la calidad uniforme del grafito; (3) El suministro continuo de carbono a través del reverso de la lámina de níquel permite que las capas de grafeno crezcan continuamente a un ritmo muy alto, aproximadamente una capa cada cinco segundos”.
Hora de publicación: 09-nov-2022