Kalitate handiko grafitoak erresistentzia mekaniko bikaina, egonkortasun termikoa, malgutasun handia eta plano barruko eroankortasun termiko eta elektriko oso altua ditu, eta horrek aplikazio askotarako material aurreratu garrantzitsuenetako bat bihurtzen du, hala nola telefonoetan bateria gisa erabiltzen diren eroale fototermikoetarako. Adibidez, grafito mota berezi bat, grafito pirolitiko oso ordenatua (HOPG), laborategietan gehien erabiltzen den materiala da. Materiala. Propietate bikain hauek grafitoaren geruza-egiturari zor zaizkio, non grafeno geruzeetako karbono atomoen arteko lotura kobalente sendoek propietate mekaniko, eroankortasun termiko eta elektriko bikainak lortzen laguntzen duten, eta grafeno geruzen arteko elkarrekintza oso txikia dago. Ekintzak malgutasun maila handia ematen du. grafitoa. Grafitoa 1000 urte baino gehiago daramatzan arren naturan eta bere sintesi artifiziala 100 urte baino gehiago daramatzan arren aztertuta, grafito laginen kalitatea, bai naturala bai sintetikoa, ez dago batere aproposa. Adibidez, grafito materialetan dauden kristal bakarreko grafito domeinu handienen tamaina normalean 1 mm baino txikiagoa da, eta hori oso bestelakoa da kuartzozko kristal bakarreko eta siliziozko kristal bakarreko kristal askoren tamainarekin. Tamaina metro bateko eskalara irits daiteke. Kristal bakarreko grafitoaren tamaina oso txikia grafito geruzen arteko elkarrekintza ahularen ondorioz gertatzen da, eta grafeno geruzaren lautasuna zaila da mantentzea hazkuntzan zehar, beraz, grafitoa erraz hausten da kristal bakarreko hainbat ale-muga desordenatuetan. Arazo nagusi hau konpontzeko, Ulsan Zientzia eta Teknologia Institutu Nazionaleko (UNIST) irakasle emerituak eta bere kolaboratzaileek, Liu Kaihui irakasleak, Pekingo Unibertsitateko Wang Enge irakasleak eta beste batzuek, magnitude-ordenako grafito kristal bakarreko film meheak sintetizatzeko estrategia bat proposatu dute, hazbeteko eskalaraino. Haien metodoak kristal bakarreko nikel xafla bat erabiltzen du substratu gisa, eta karbono atomoak nikel xaflaren atzealdetik elikatzen dira "disoluzio-difusio-deposizio prozesu isotermiko" baten bidez. Kartoi iturri gaseoso bat erabili beharrean, karbono material solido bat aukeratu zuten grafitoaren hazkuntza errazteko. Estrategia berri honek hazbete 1 eta 35 mikra inguruko lodierako kristal bakarreko grafito filmak ekoiztea ahalbidetzen du, edo 100.000 grafeno geruza baino gehiago egun gutxitan. Grafito lagin guztiekin alderatuta, kristal bakarreko grafitoak ~2880 W m-1K-1-ko eroankortasun termikoa du, ezpurutasun edukiera hutsala du eta geruzen arteko distantzia minimoa du. (1) Tamaina handiko nikel filmen kristal bakarreko sintesi arrakastatsua substratu ultralauen moduan egiteak grafito sintetikoaren nahastea saihesten du; (2) 100.000 grafeno geruza hazten dira isotermikoki 100 ordu inguruan, grafeno geruza bakoitza ingurune kimiko eta tenperatura berean sintetizatzeko, eta horrek grafitoaren kalitate uniformea bermatzen du; (3) Nikel xaflaren atzealdetik karbonoaren etengabeko hornidurak grafeno geruzak etengabe hazten uzten du abiadura oso altuan, gutxi gorabehera geruza bat bost segundoro.
Argitaratze data: 2022ko azaroaren 9a