नए शोध से बेहतर ग्रेफाइट फिल्मों का पता चला

उच्च गुणवत्ता वाले ग्रेफाइट में उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति, तापीय स्थिरता, उच्च लचीलापन और बहुत अधिक इन-प्लेन तापीय और विद्युत चालकता होती है, जो इसे कई अनुप्रयोगों के लिए सबसे महत्वपूर्ण उन्नत सामग्रियों में से एक बनाती है जैसे कि टेलीफोन में बैटरी के रूप में उपयोग किए जाने वाले फोटोथर्मल कंडक्टर। उदाहरण के लिए, एक विशेष प्रकार का ग्रेफाइट, अत्यधिक क्रमित पाइरोलाइटिक ग्रेफाइट (HOPG), प्रयोगशालाओं में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में से एक है। सामग्री। ये उत्कृष्ट गुण ग्रेफाइट की स्तरित संरचना के कारण हैं, जहां ग्रेफीन परतों में कार्बन परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंधन उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों, तापीय और विद्युत चालकता में योगदान करते हैं, जबकि ग्राफीन परतों के बीच बहुत कम बातचीत होती है। क्रिया के परिणामस्वरूप उच्च स्तर का लचीलापन होता है। ग्रेफाइट। यद्यपि ग्रेफाइट की खोज प्रकृति में 1000 से अधिक वर्षों से की जा रही है उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट सामग्री में सबसे बड़े एकल क्रिस्टल ग्रेफाइट डोमेन का आकार आम तौर पर 1 मिमी से कम होता है, जो क्वार्ट्ज एकल क्रिस्टल और सिलिकॉन एकल क्रिस्टल जैसे कई क्रिस्टल के आकार के विपरीत है। आकार एक मीटर के पैमाने तक पहुंच सकता है। एकल-क्रिस्टल ग्रेफाइट का बहुत छोटा आकार ग्रेफाइट परतों के बीच कमजोर संपर्क के कारण होता है, और ग्राफीन परत की सपाटता को विकास के दौरान बनाए रखना मुश्किल होता है, इसलिए ग्रेफाइट आसानी से अव्यवस्था में कई एकल-क्रिस्टल अनाज सीमाओं में टूट जाता है। इस महत्वपूर्ण समस्या को हल करने के लिए, उल्सान नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (UNIST) के प्रोफेसर एमेरिटस और उनके सहयोगियों प्रो लियू काईहुई, पेकिंग विश्वविद्यालय के प्रो वांग एनज और अन्य ने पतले ऑर्डर-ऑफ-परिमाण ग्रेफाइट सिंगल क्रिस्टल को संश्लेषित करने की रणनीति का प्रस्ताव दिया है। उनकी विधि एक एकल-क्रिस्टल निकल पन्नी को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग करती है, और कार्बन परमाणुओं को निकल पन्नी के पीछे से "आइसोथर्मल विघटन-प्रसार-निक्षेपण प्रक्रिया" के माध्यम से खिलाया जाता है। गैसीय कार्डबोर्ड स्रोत का उपयोग करने के बजाय, उन्होंने ग्रेफाइट विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए एक ठोस कार्बन सामग्री का विकल्प चुना। यह नई रणनीति कुछ दिनों में लगभग 1 इंच और 35 माइक्रोन की मोटाई या 100,000 से अधिक ग्राफीन परतों के साथ एकल-क्रिस्टल ग्रेफाइट फिल्मों का उत्पादन करना संभव बनाती है। सभी उपलब्ध ग्रेफाइट नमूनों की तुलना में, एकल-क्रिस्टल ग्रेफाइट में ~ 2880 W m-1K-1 की तापीय चालकता, अशुद्धियों की एक नगण्य सामग्री और परतों के बीच न्यूनतम दूरी होती है। (1) अल्ट्रा-फ्लैट सब्सट्रेट के रूप में बड़े आकार की एकल-क्रिस्टल निकल फिल्मों का सफल संश्लेषण सिंथेटिक ग्रेफाइट के विकार को रोकता है; (2) ग्राफीन की 100,000 परतें लगभग 100 घंटों में समतापी रूप से विकसित होती हैं, जिससे ग्राफीन की प्रत्येक परत एक ही रासायनिक वातावरण और तापमान में संश्लेषित होती है, जो ग्रेफाइट की एक समान गुणवत्ता सुनिश्चित करती है; (3) निकल पन्नी के पीछे की ओर से कार्बन की निरंतर आपूर्ति ग्राफीन की परतों को बहुत तेज़ गति से लगातार बढ़ने देती है, लगभग हर पाँच सेकंड में एक परत।”