Mendinginkan komponen elektronik canggih pada ponsel pintar terbaru bisa menjadi tantangan besar. Para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi King Abdullah telah mengembangkan metode yang cepat dan efisien untuk menciptakan material karbon yang ideal untuk menghilangkan panas dari perangkat elektronik. Material serbaguna ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, mulai dari sensor gas hingga panel surya.
Banyak perangkat elektronik menggunakan film grafit untuk menghantarkan dan menghilangkan panas yang dihasilkan oleh komponen elektronik. Meskipun grafit merupakan bentuk karbon alami, manajemen termal dalam elektronik merupakan aplikasi yang kompleks dan seringkali bergantung pada penggunaan film grafit berkualitas tinggi setebal mikron. "Namun, metode pembuatan film grafit ini menggunakan polimer sebagai bahan bakunya rumit dan membutuhkan banyak energi," jelas Gitanjali Deokar, seorang peneliti pascadoktoral di laboratorium Pedro Costa yang memimpin penelitian ini. Film-film ini dibuat melalui proses multi-tahap yang membutuhkan suhu hingga 3.200 derajat Celsius dan tidak dapat menghasilkan film yang lebih tipis dari beberapa mikron.
Deokar, Costa, dan rekan-rekan mereka telah mengembangkan metode yang cepat dan hemat energi untuk membuat lembaran grafit setebal sekitar 100 nanometer. Tim ini menggunakan teknik yang disebut deposisi uap kimia (CVD) untuk menumbuhkan film grafit (NGF) setebal nanometer pada foil nikel, di mana nikel mengkatalisis konversi metana panas menjadi grafit di permukaannya. "Kami mencapai NGF hanya dalam langkah pertumbuhan CVD 5 menit pada suhu reaksi 900 derajat Celcius," ujar Deokar.
NGF dapat tumbuh menjadi lembaran hingga 55 cm² dan tumbuh di kedua sisi foil. NGF dapat dilepas dan dipindahkan ke permukaan lain tanpa memerlukan lapisan penyangga polimer, yang merupakan persyaratan umum saat bekerja dengan film grafena satu lapis.
Bekerja sama dengan pakar mikroskop elektron Alessandro Genovese, tim ini memperoleh citra mikroskop elektron transmisi (TEM) dari penampang melintang NGF pada nikel. "Mengamati antarmuka antara film grafit dan foil nikel merupakan pencapaian yang belum pernah terjadi sebelumnya dan akan memberikan wawasan tambahan tentang mekanisme pertumbuhan film-film ini," ujar Costa.
Ketebalan NGF berada di antara film grafit setebal mikron yang tersedia secara komersial dan grafena lapis tunggal. "NGF melengkapi grafena dan lembaran grafit industri, menambah jajaran film karbon berlapis," ujar Costa. Misalnya, karena fleksibilitasnya, NGF dapat digunakan untuk manajemen termal pada ponsel fleksibel yang kini mulai beredar di pasaran. "Dibandingkan dengan film grafena, 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 beberapa bagian NGF hanya setebal beberapa lapisan karbon. "Hebatnya, keberadaan beberapa lapisan domain grafena memastikan tingkat transparansi cahaya tampak yang memadai di seluruh film," kata Deoka. Tim peneliti berhipotesis bahwa NGF yang konduktif dan tembus cahaya ini dapat digunakan sebagai komponen sel surya atau sebagai material sensor untuk mendeteksi gas nitrogen dioksida. "Kami berencana untuk mengintegrasikan NGF ke dalam perangkat sehingga dapat bertindak sebagai material aktif multifungsi," kata Costa.
Informasi lebih lanjut: Gitanjali Deokar dkk., Pertumbuhan cepat film grafit setebal nanometer pada foil nikel skala wafer dan analisis strukturnya, Nanoteknologi (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidakakuratan, atau ingin mengirimkan permintaan untuk mengedit konten di halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, gunakan kolom komentar publik di bawah ini (ikuti petunjuknya).
Pendapat Anda penting bagi kami. Namun, karena banyaknya pesan, 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. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Terima pembaruan mingguan dan/atau harian di kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan informasi 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-Sep-2024