Hlađenje moćne elektronike u najnovijim pametnim telefonima može biti veliki izazov. Istraživači sa Sveučilišta znanosti i tehnologije kralja Abdullaha razvili su brzu i učinkovitu metodu za stvaranje ugljičnih materijala idealnih za odvođenje topline s elektroničkih uređaja. Ovaj svestrani materijal može pronaći i druge primjene, od senzora plina do solarnih panela.
Mnogi elektronički uređaji koriste grafitne filmove za provođenje i raspršivanje topline koju stvaraju elektroničke komponente. Iako je grafit prirodni oblik ugljika, upravljanje toplinom u elektronici zahtjevna je primjena i često ovisi o upotrebi visokokvalitetnih grafitnih filmova debljine mikrona. „Međutim, metoda izrade ovih grafitnih filmova korištenjem polimera kao sirovina složena je i energetski intenzivna“, objašnjava Gitanjali Deokar, postdoktorand u Pedro Costinom laboratoriju koji je vodio rad. Filmovi se izrađuju višestepenim postupkom koji zahtijeva temperature do 3200 stupnjeva Celzija i ne može proizvesti filmove tanje od nekoliko mikrona.
Deokar, Costa i njihovi kolege razvili su brzu i energetski učinkovitu metodu za izradu grafitnih ploča debljine oko 100 nanometara. Tim je koristio tehniku nazvanu kemijsko taloženje iz pare (CVD) za uzgoj grafitnih filmova (NGF) debljine nanometara na niklovoj foliji, gdje nikal katalizira pretvorbu vrućeg metana u grafit na njegovoj površini. „Postigli smo NGF u samo 5-minutnom CVD koraku rasta na temperaturi reakcije od 900 stupnjeva Celzija“, rekao je Deokar.
NGF može rasti u listove površine do 55 cm2 i rasti s obje strane folije. Može se ukloniti i prenijeti na druge površine bez potrebe za polimernim potpornim slojem, što je uobičajen zahtjev pri radu s jednoslojnim grafenskim filmovima.
U suradnji sa stručnjakom za elektronsku mikroskopiju Alessandrom Genoveseom, tim je dobio slike transmisijske elektronske mikroskopije (TEM) presjeka NGF-a na niklu. „Promatranje granice između grafitnih filmova i niklove folije je neviđeno postignuće i pružit će dodatni uvid u mehanizam rasta ovih filmova“, rekao je Costa.
Debljina NGF-a pada između komercijalno dostupnih grafitnih filmova mikronske debljine i jednoslojnog grafena. „NGF nadopunjuje grafen i industrijske grafitne listove, dodajući to arsenalu slojevitih ugljičnih filmova“, rekao je Costa. Na primjer, zbog svoje fleksibilnosti, NGF se može koristiti za upravljanje toplinom u fleksibilnim mobilnim telefonima koji se sada počinju pojavljivati na tržištu. „U usporedbi s grafenskim filmovima, integracija NGF-a bit će jeftinija i stabilnija“, dodao je.
Međutim, NGF ima mnogo primjena osim odvođenja topline. Zanimljiva značajka istaknuta na TEM slikama jest da su neki dijelovi NGF-a debeli samo nekoliko slojeva ugljika. „Nevjerojatno je da prisutnost više slojeva grafenskih domena osigurava dovoljan stupanj prozirnosti vidljive svjetlosti kroz cijeli film“, rekao je Deoka. Istraživački tim pretpostavio je da bi se vodljivi, prozirni NGF mogao koristiti kao komponenta solarnih ćelija ili kao senzorski materijal za detekciju plina dušikovog dioksida. „Planiramo integrirati NGF u uređaje kako bi mogao djelovati kao višenamjenski aktivni materijal“, rekao je Costa.
Dodatne informacije: Gitanjali Deokar i dr., Brzi rast grafitnih filmova nanometarske debljine na niklovoj foliji veličine pločice i njihova strukturna analiza, Nanotehnologija (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Ako naiđete na tipografsku pogrešku, netočnost ili želite poslati zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, upotrijebite ovaj obrazac. Za opća pitanja upotrijebite naš kontakt obrazac. Za općenite povratne informacije upotrijebite odjeljak za javne komentare u nastavku (slijedite upute).
Vaše mišljenje nam je važno. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo jamčiti personalizirani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo kako bi se primateljima obavijestilo tko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primatelja neće se koristiti ni u koju drugu svrhu. Podaci koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Phys.org ih neće pohraniti ni u kojem obliku.
Primajte tjedne i/ili dnevne novosti u pristiglu poštu. Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke s trećim stranama.
Naš sadržaj činimo dostupnim svima. Razmislite o podršci misiji Science X-a premium računom.
Vrijeme objave: 05.09.2024.