Գրաֆիտային թերթերը օգնում են նոր սերնդի սմարթֆոններին մնալ զով

Ամենաժամանակակից սմարթֆոնների հզոր էլեկտրոնիկայի սառեցումը կարող է լուրջ մարտահրավեր լինել: Աբդուլլահ թագավորի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի հետազոտողները մշակել են արագ և արդյունավետ մեթոդ՝ էլեկտրոնային սարքերից ջերմությունը ցրելու համար իդեալական ածխածնային նյութեր ստեղծելու համար: Այս բազմակողմանի նյութը կարող է գտնել այլ կիրառություններ՝ գազի սենսորներից մինչև արևային վահանակներ:
Շատ էլեկտրոնային սարքեր օգտագործում են գրաֆիտային թաղանթներ՝ էլեկտրոնային բաղադրիչների կողմից առաջացող ջերմությունը հաղորդելու և ցրելու համար: Չնայած գրաֆիտը ածխածնի բնական ձև է, էլեկտրոնիկայում ջերմային կառավարումը պահանջկոտ կիրառություն է և հաճախ կախված է բարձրորակ միկրոն հաստությամբ գրաֆիտային թաղանթների օգտագործումից: «Այնուամենայնիվ, այս գրաֆիտային թաղանթները պոլիմերներ որպես հումք օգտագործելով պատրաստելու մեթոդը բարդ և էներգատար է», - բացատրում է Գիտանջալի Դեոկարը, Պեդրո Կոստայի լաբորատորիայի հետդոկտորանտը, որը ղեկավարում էր աշխատանքը: Թաղանթները պատրաստվում են բազմափուլ գործընթացով, որը պահանջում է մինչև 3200 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճան և չի կարող արտադրել մի քանի միկրոնից բարակ թաղանթներ:
Դեոկարը, Կոստան և նրանց գործընկերները մշակել են արագ և էներգաարդյունավետ մեթոդ՝ մոտ 100 նանոմետր հաստությամբ գրաֆիտային թերթեր պատրաստելու համար: Թիմը օգտագործել է քիմիական գոլորշու նստեցման (ՔԳԱ) կոչվող տեխնիկան՝ նիկելային փայլաթիթեղի վրա նանոմետր հաստությամբ գրաֆիտային թաղանթներ (ՆԳԱ) աճեցնելու համար, որտեղ նիկելը կատալիզացնում է տաք մեթանի գրաֆիտի վերածումը իր մակերեսին: «Մենք NGF-ին հասանք ընդամենը 5 րոպեանոց ՔԳԱ աճի փուլում՝ 900 աստիճան Ցելսիուսի ռեակցիայի ջերմաստիճանում», - ասաց Դեոկարը:
NGF-ն կարող է աճել մինչև 55 սմ2 մակերեսով թերթերի և աճել փայլաթիթեղի երկու կողմերում։ Այն կարող է հեռացվել և տեղափոխվել այլ մակերեսների վրա՝ առանց պոլիմերային կրող շերտի անհրաժեշտության, ինչը տարածված պահանջ է միաշերտ գրաֆենային թաղանթների հետ աշխատելիս։
Էլեկտրոնային մանրադիտակի մասնագետ Ալեսանդրո Ջենովեզեի հետ համատեղ, թիմը ստացավ նիկելի վրա NGF-ի լայնական կտրվածքների փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակի (TEM) պատկերներ: «Գրաֆիտե թաղանթների և նիկելային փայլաթիթեղի միջև միջերեսի դիտարկումը աննախադեպ նվաճում է և կտա լրացուցիչ պատկերացում այդ թաղանթների աճի մեխանիզմի մասին», - ասաց Կոստան:
NGF-ի հաստությունը ընկնում է առևտրային առումով մատչելի միկրոն հաստությամբ գրաֆիտային թաղանթների և միաշերտ գրաֆենի միջև։ «NGF-ն լրացնում է գրաֆենը և արդյունաբերական գրաֆիտային թաղանթները՝ համալրելով շերտավոր ածխածնային թաղանթների զինանոցը», - ասաց Կոստան։ Օրինակ, իր ճկունության շնորհիվ NGF-ն կարող է օգտագործվել ճկուն բջջային հեռախոսների ջերմային կառավարման համար, որոնք այժմ սկսում են հայտնվել շուկայում։ «Գրաֆենային թաղանթների համեմատ, NGF-ի ինտեգրումը կլինի ավելի էժան և ավելի կայուն», - հավելեց նա։
Այնուամենայնիվ, NGF-ն ջերմության ցրումից բացի ունի բազմաթիվ կիրառություններ: TEM պատկերներում ընդգծված հետաքրքիր առանձնահատկությունն այն է, որ NGF-ի որոշ մասեր ունեն ածխածնի ընդամենը մի քանի շերտ հաստություն: «Հատկանշական է, որ գրաֆենի տիրույթների բազմաթիվ շերտերի առկայությունը ապահովում է տեսանելի լույսի բավարար աստիճանի թափանցիկություն ամբողջ թաղանթի վրա», - ասաց Դեոկան: Հետազոտական ​​խումբը ենթադրեց, որ հաղորդիչ, կիսաթափանցիկ NGF-ն կարող է օգտագործվել որպես արևային մարտկոցների բաղադրիչ կամ որպես զգայուն նյութ ազոտի երկօքսիդի գազը հայտնաբերելու համար: «Մենք պլանավորում ենք NGF-ն ինտեգրել սարքերի մեջ, որպեսզի այն կարողանա գործել որպես բազմաֆունկցիոնալ ակտիվ նյութ», - ասաց Կոստան:
Լրացուցիչ տեղեկություններ՝ Գիտանջալի Դեոկար և այլք, Նանոմետր հաստությամբ գրաֆիտային թաղանթների արագ աճը վաֆլիի մասշտաբի նիկելային փայլաթիթեղի վրա և դրանց կառուցվածքային վերլուծությունը, Նանոտեխնոլոգիա (2020): DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Եթե այս էջում հանդիպեք տպագրական սխալի, անճշտության կամ ցանկանաք այս էջում բովանդակությունը խմբագրելու հարցում ներկայացնել, խնդրում ենք օգտագործել այս ձևը։ Ընդհանուր հարցերի համար խնդրում ենք օգտագործել մեր կապի ձևը։ Ընդհանուր արձագանքի համար օգտագործեք ստորև բերված հանրային մեկնաբանությունների բաժինը (հետևեք հրահանգներին)։
Ձեր կարծիքը կարևոր է մեզ համար։ Սակայն, հաղորդագրությունների մեծ ծավալի պատճառով, մենք չենք կարող երաշխավորել անհատականացված պատասխան։
Ձեր էլեկտրոնային փոստի հասցեն օգտագործվում է միայն այն բանի համար, որ ստացողներին տեղեկացվի, թե ով է ուղարկել էլեկտրոնային նամակը: Ո՛չ ձեր հասցեն, ո՛չ էլ ստացողի հասցեն չեն օգտագործվի որևէ այլ նպատակով: Ձեր մուտքագրած տեղեկատվությունը կհայտնվի ձեր էլեկտրոնային նամակում և որևէ ձևով չի պահպանվի Phys.org-ի կողմից:
Ստացեք շաբաթական և/կամ օրական թարմացումներ ձեր էլ. փոստին: Դուք կարող եք հրաժարվել բաժանորդագրությունից ցանկացած պահի, և մենք երբեք չենք կիսվի ձեր տվյալներով երրորդ կողմերի հետ:
Մենք մեր բովանդակությունը հասանելի ենք դարձնում բոլորի համար: Դիտարկեք Science X-ի առաքելությանը աջակցելու հնարավորությունը պրեմիում հաշվով: