Mendinginkan komponen elektronik canggih di ponsel pintar terbaru bisa menjadi tantangan besar. Para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Raja Abdullah telah mengembangkan metode cepat dan efisien untuk menciptakan material karbon yang ideal untuk menghilangkan panas dari perangkat elektronik. Material serbaguna ini dapat diaplikasikan pada berbagai keperluan lain, mulai dari sensor gas hingga panel surya.
Banyak perangkat elektronik menggunakan lapisan grafit untuk menghantarkan dan menghilangkan panas yang dihasilkan oleh komponen elektronik. Meskipun grafit adalah bentuk alami karbon, manajemen termal dalam elektronik merupakan aplikasi yang menuntut dan seringkali bergantung pada penggunaan lapisan grafit berkualitas tinggi dengan ketebalan mikron. “Namun, metode pembuatan lapisan grafit ini menggunakan polimer sebagai bahan baku sangat kompleks dan membutuhkan banyak energi,” jelas Gitanjali Deokar, seorang peneliti pascadoktoral di laboratorium Pedro Costa yang memimpin penelitian ini. Lapisan tersebut dibuat melalui proses multi-tahap yang membutuhkan suhu hingga 3.200 derajat Celcius dan tidak dapat menghasilkan lapisan yang lebih tipis dari beberapa mikron.
Deokar, Costa, dan rekan-rekan mereka telah mengembangkan metode cepat dan hemat energi untuk membuat lembaran grafit setebal sekitar 100 nanometer. Tim tersebut menggunakan teknik yang disebut pengendapan uap kimia (CVD) untuk menumbuhkan film grafit setebal nanometer (NGF) pada foil nikel, di mana nikel mengkatalisis konversi metana panas menjadi grafit di permukaannya. “Kami mencapai NGF hanya dalam langkah pertumbuhan CVD selama 5 menit pada suhu reaksi 900 derajat Celcius,” kata Deokar.
NGF dapat tumbuh menjadi lembaran hingga seluas 55 cm2 dan tumbuh di kedua sisi foil. NGF dapat dilepas dan dipindahkan ke permukaan lain tanpa memerlukan lapisan pendukung polimer, yang merupakan persyaratan umum saat bekerja dengan film graphene lapisan tunggal.
Bekerja sama dengan ahli mikroskop elektron Alessandro Genovese, tim tersebut memperoleh gambar mikroskop elektron transmisi (TEM) dari penampang NGF pada nikel. “Mengamati antarmuka antara lapisan grafit dan lembaran nikel merupakan pencapaian yang belum pernah terjadi sebelumnya dan akan memberikan wawasan tambahan tentang mekanisme pertumbuhan lapisan-lapisan ini,” kata Costa.
Ketebalan NGF berada di antara film grafit setebal mikron yang tersedia secara komersial dan graphene lapisan tunggal. “NGF melengkapi graphene dan lembaran grafit industri, menambah jajaran film karbon berlapis,” kata Costa. Misalnya, karena fleksibilitasnya, NGF dapat digunakan untuk manajemen termal pada ponsel fleksibel yang kini mulai muncul di pasaran. “Dibandingkan dengan film graphene, integrasi NGF akan lebih murah dan lebih stabil,” tambahnya.
Namun, NGF memiliki banyak kegunaan selain pembuangan panas. Fitur menarik yang disorot dalam gambar TEM adalah bahwa beberapa bagian NGF hanya setebal beberapa lapisan karbon. “Hebatnya, keberadaan beberapa lapisan domain graphene memastikan tingkat transparansi cahaya tampak yang cukup di seluruh film,” kata Deoka. Tim peneliti berhipotesis bahwa NGF yang konduktif dan tembus cahaya dapat digunakan sebagai komponen sel surya atau sebagai bahan sensor untuk mendeteksi gas nitrogen dioksida. “Kami berencana untuk mengintegrasikan NGF ke dalam perangkat sehingga dapat bertindak sebagai bahan aktif multifungsi,” kata Costa.
Informasi lebih lanjut: Gitanjali Deokar dkk., Pertumbuhan cepat film grafit setebal nanometer pada foil nikel skala wafer dan analisis strukturnya, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidakakuratan, atau ingin mengajukan permintaan untuk mengedit konten di halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, gunakan bagian komentar publik di bawah ini (ikuti petunjuknya).
Pendapat Anda penting bagi kami. Namun, karena banyaknya pesan yang masuk, kami tidak dapat menjamin respons yang dipersonalisasi.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima siapa pengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain apa pun. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Dapatkan pembaruan mingguan dan/atau harian di kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan detail Anda kepada pihak ketiga.
Kami membuat konten kami dapat diakses oleh semua orang. Pertimbangkan untuk mendukung misi Science X dengan akun premium.
Waktu posting: 05-09-2024