Grafit berkualitas tinggi memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik, stabilitas termal, fleksibilitas tinggi dan konduktivitas termal dan listrik dalam bidang yang sangat tinggi, menjadikannya salah satu bahan canggih yang paling penting untuk banyak aplikasi seperti konduktor fototermal yang digunakan sebagai baterai di telepon. Misalnya, jenis grafit khusus, grafit pirolitik yang sangat teratur (HOPG), adalah salah satu yang paling umum digunakan di laboratorium. Bahan. Sifat-sifat yang sangat baik ini disebabkan oleh struktur berlapis grafit, di mana ikatan kovalen yang kuat antara atom karbon dalam lapisan grafena berkontribusi pada sifat mekanik yang sangat baik, konduktivitas termal dan listrik, sementara sangat sedikit interaksi antara lapisan grafena. Tindakan tersebut menghasilkan tingkat fleksibilitas yang tinggi. grafit. Meskipun grafit telah ditemukan di alam selama lebih dari 1000 tahun dan sintesis buatannya telah dipelajari selama lebih dari 100 tahun, kualitas sampel grafit, baik alami maupun sintetis, masih jauh dari ideal. Misalnya, ukuran domain grafit kristal tunggal terbesar dalam material grafit biasanya kurang dari 1 mm, yang sangat kontras dengan ukuran banyak kristal seperti kristal tunggal kuarsa dan kristal tunggal silikon. Ukurannya bisa mencapai skala satu meter. Ukuran grafit kristal tunggal yang sangat kecil disebabkan oleh interaksi yang lemah antara lapisan grafit, dan kerataan lapisan grafena sulit dipertahankan selama pertumbuhan, sehingga grafit mudah dipecah menjadi beberapa batas butir kristal tunggal secara tidak teratur. . Untuk mengatasi masalah utama ini, Profesor Emeritus dari Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan (UNIST) dan kolaboratornya Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge dari Universitas Peking, dan lainnya telah mengusulkan strategi untuk mensintesis film kristal tunggal grafit tipis orde-magnitudo, hingga skala inci. Metode mereka menggunakan foil nikel kristal tunggal sebagai substrat, dan atom karbon diumpankan dari bagian belakang foil nikel melalui "proses pelarutan-difusi-deposisi isotermal". Alih-alih menggunakan sumber kardus gas, mereka memilih bahan karbon padat untuk memfasilitasi pertumbuhan grafit. Strategi baru ini memungkinkan untuk menghasilkan film grafit kristal tunggal dengan ketebalan sekitar 1 inci dan 35 mikron, atau lebih dari 100.000 lapisan grafena dalam beberapa hari. Dibandingkan dengan semua sampel grafit yang tersedia, grafit kristal tunggal memiliki konduktivitas termal ~2880 W m-1K-1, kandungan pengotor yang tidak signifikan, dan jarak minimum antara lapisan. (1) Sintesis film nikel kristal tunggal berukuran besar yang berhasil sebagai substrat ultra-datar menghindari gangguan grafit sintetis; (2) 100.000 lapisan grafena tumbuh secara isotermal dalam sekitar 100 jam, sehingga setiap lapisan grafena disintesis dalam lingkungan kimia dan suhu yang sama, yang memastikan kualitas grafit yang seragam; (3) Pasokan karbon yang terus menerus melalui sisi belakang foil nikel memungkinkan lapisan graphene tumbuh terus menerus pada tingkat yang sangat tinggi, kira-kira satu lapisan setiap lima detik,”
Waktu posting: 09-Nov-2022