ગ્રેફાઇટ શીટ્સ નવી પેઢીના સ્માર્ટફોનને ઠંડા રાખવામાં મદદ કરે છે

નવીનતમ સ્માર્ટફોનમાં શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોનિક્સને ઠંડુ કરવું એ એક મોટો પડકાર બની શકે છે. કિંગ અબ્દુલ્લા યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજીના સંશોધકોએ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાંથી ગરમી દૂર કરવા માટે આદર્શ કાર્બન સામગ્રી બનાવવા માટે એક ઝડપી અને કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ વિકસાવી છે. આ બહુમુખી સામગ્રી ગેસ સેન્સરથી લઈને સૌર પેનલ્સ સુધીના અન્ય ઉપયોગો શોધી શકે છે.
ઘણા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીનું સંચાલન અને વિસર્જન કરવા માટે ગ્રેફાઇટ ફિલ્મોનો ઉપયોગ કરે છે. ગ્રેફાઇટ કાર્બનનું કુદરતી સ્વરૂપ હોવા છતાં, ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં થર્મલ મેનેજમેન્ટ એક માંગણીભર્યું કાર્ય છે અને ઘણીવાર ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી માઇક્રોન-જાડી ગ્રેફાઇટ ફિલ્મોના ઉપયોગ પર આધાર રાખે છે. "જોકે, કાચા માલ તરીકે પોલિમરનો ઉપયોગ કરીને આ ગ્રેફાઇટ ફિલ્મો બનાવવાની પદ્ધતિ જટિલ અને ઊર્જા-સઘન છે," પેડ્રો કોસ્ટાની લેબમાં પોસ્ટડોક ગીતાંજલી દેવકર સમજાવે છે, જેમણે આ કાર્યનું નેતૃત્વ કર્યું હતું. આ ફિલ્મો બહુ-પગલાની પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે જેમાં 3,200 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી તાપમાનની જરૂર પડે છે અને થોડા માઇક્રોન કરતાં પાતળી ફિલ્મો ઉત્પન્ન કરી શકાતી નથી.
દેવકર, કોસ્ટા અને તેમના સાથીઓએ લગભગ 100 નેનોમીટર જાડા ગ્રેફાઇટ શીટ્સ બનાવવા માટે એક ઝડપી અને ઊર્જા-કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ વિકસાવી છે. ટીમે નિકલ ફોઇલ પર નેનોમીટર-જાડા ગ્રેફાઇટ ફિલ્મો (NGFs) ઉગાડવા માટે રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD) નામની તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો, જ્યાં નિકલ તેની સપાટી પર ગરમ મિથેનને ગ્રેફાઇટમાં રૂપાંતરિત કરવાનું ઉત્પ્રેરક બનાવે છે. "અમે 900 ડિગ્રી સેલ્સિયસના પ્રતિક્રિયા તાપમાન પર માત્ર 5-મિનિટના CVD વૃદ્ધિ પગલામાં NGF પ્રાપ્ત કર્યું," દેવકરે કહ્યું.
NGF 55 cm2 સુધીના ક્ષેત્રફળ સુધીની શીટ્સમાં વિકાસ કરી શકે છે અને ફોઇલની બંને બાજુએ વિકાસ કરી શકે છે. તેને પોલિમર સપોર્ટ લેયરની જરૂર વગર દૂર કરી શકાય છે અને અન્ય સપાટીઓ પર સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે, જે સિંગલ-લેયર ગ્રાફીન ફિલ્મ્સ સાથે કામ કરતી વખતે સામાન્ય જરૂરિયાત છે.
ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી નિષ્ણાત એલેસાન્ડ્રો જેનોવેસ સાથે કામ કરીને, ટીમે નિકલ પર NGF ના ક્રોસ-સેક્શનની ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (TEM) છબીઓ મેળવી. "ગ્રેફાઇટ ફિલ્મો અને નિકલ ફોઇલ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસનું અવલોકન કરવું એ એક અભૂતપૂર્વ સિદ્ધિ છે અને આ ફિલ્મોની વૃદ્ધિ પદ્ધતિમાં વધારાની આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરશે," કોસ્ટાએ જણાવ્યું.
NGF ની જાડાઈ વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ માઇક્રોન-જાડા ગ્રેફાઇટ ફિલ્મો અને સિંગલ-લેયર ગ્રાફીન વચ્ચે આવે છે. "NGF ગ્રાફીન અને ઔદ્યોગિક ગ્રેફાઇટ શીટ્સને પૂરક બનાવે છે, જે સ્તરવાળી કાર્બન ફિલ્મોના શસ્ત્રાગારમાં ઉમેરો કરે છે," કોસ્ટાએ કહ્યું. ઉદાહરણ તરીકે, તેની લવચીકતાને કારણે, NGF નો ઉપયોગ ફ્લેક્સિબલ મોબાઇલ ફોનમાં થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે થઈ શકે છે જે હવે બજારમાં દેખાવા લાગ્યા છે. "ગ્રાફીન ફિલ્મોની તુલનામાં, NGF નું એકીકરણ સસ્તું અને વધુ સ્થિર હશે," તેમણે ઉમેર્યું.
જોકે, NGF ના ગરમીના વિસર્જન ઉપરાંત ઘણા ઉપયોગો છે. TEM છબીઓમાં પ્રકાશિત થયેલ એક રસપ્રદ વિશેષતા એ છે કે NGF ના કેટલાક ભાગો કાર્બન જાડાના માત્ર થોડા સ્તરો છે. "નોંધપાત્ર રીતે, ગ્રાફીન ડોમેનના બહુવિધ સ્તરોની હાજરી સમગ્ર ફિલ્મમાં પૂરતી માત્રામાં દૃશ્યમાન પ્રકાશ પારદર્શિતા સુનિશ્ચિત કરે છે," દેવકાએ કહ્યું. સંશોધન ટીમે અનુમાન લગાવ્યું હતું કે વાહક, અર્ધપારદર્શક NGF નો ઉપયોગ સૌર કોષોના ઘટક તરીકે અથવા નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ ગેસ શોધવા માટે સેન્સિંગ સામગ્રી તરીકે થઈ શકે છે. "અમે NGF ને ઉપકરણોમાં એકીકૃત કરવાની યોજના બનાવીએ છીએ જેથી તે એક બહુવિધ સક્રિય સામગ્રી તરીકે કાર્ય કરી શકે," કોસ્ટાએ કહ્યું.
વધુ માહિતી: ગીતાંજલી દેવકર અને અન્ય, વેફર-સ્કેલ નિકલ ફોઇલ પર નેનોમીટર-જાડા ગ્રેફાઇટ ફિલ્મોનો ઝડપી વિકાસ અને તેમનું માળખાકીય વિશ્લેષણ, નેનો ટેકનોલોજી (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
જો તમને કોઈ ટાઇપિંગ ભૂલ, અચોક્કસતાનો સામનો કરવો પડે, અથવા આ પૃષ્ઠ પર સામગ્રી સંપાદિત કરવા માટે વિનંતી સબમિટ કરવા માંગતા હો, તો કૃપા કરીને આ ફોર્મનો ઉપયોગ કરો. સામાન્ય પ્રશ્નો માટે, કૃપા કરીને અમારા સંપર્ક ફોર્મનો ઉપયોગ કરો. સામાન્ય પ્રતિસાદ માટે, નીચે જાહેર ટિપ્પણીઓ વિભાગનો ઉપયોગ કરો (સૂચનાઓ અનુસરો).
તમારો અભિપ્રાય અમારા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. જોકે, સંદેશાઓની સંખ્યા વધુ હોવાથી, અમે વ્યક્તિગત પ્રતિભાવની ગેરંટી આપી શકતા નથી.
તમારા ઇમેઇલ સરનામાંનો ઉપયોગ ફક્ત પ્રાપ્તકર્તાઓને જણાવવા માટે થાય છે કે કોણે ઇમેઇલ મોકલ્યો છે. તમારા સરનામાંનો કે પ્રાપ્તકર્તાના સરનામાંનો ઉપયોગ અન્ય કોઈ હેતુ માટે કરવામાં આવશે નહીં. તમે દાખલ કરેલી માહિતી તમારા ઇમેઇલમાં દેખાશે અને Phys.org દ્વારા કોઈપણ સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવશે નહીં.
તમારા ઇનબોક્સમાં સાપ્તાહિક અને/અથવા દૈનિક અપડેટ્સ મેળવો. તમે ગમે ત્યારે અનસબ્સ્ક્રાઇબ કરી શકો છો અને અમે ક્યારેય તમારી વિગતો તૃતીય પક્ષો સાથે શેર કરીશું નહીં.
અમે અમારી સામગ્રી દરેક માટે સુલભ બનાવીએ છીએ. પ્રીમિયમ એકાઉન્ટ સાથે સાયન્સ X ના મિશનને ટેકો આપવાનું વિચારો.