גיליונות גרפיט עוזרים לסמארטפונים מהדור החדש להישאר מגניב

קירור האלקטרוניקה החזקה בסמארטפונים האחרונים יכול להיות אתגר מרכזי. חוקרים מאוניברסיטת קינג עבדאללה למדע וטכנולוגיה פיתחו שיטה מהירה ויעילה ליצירת חומרי פחמן אידיאליים להפצת חום ממכשירים אלקטרוניים. חומר רב -תכליתי זה יכול למצוא יישומים אחרים, מחיישני גז ועד לוחות סולאריים.
מכשירים אלקטרוניים רבים משתמשים בסרטי גרפיט כדי לנהל ולפזר את החום שנוצר על ידי רכיבים אלקטרוניים. אף על פי שגרפיט הוא סוג טבעי של פחמן, ניהול תרמי באלקטרוניקה הוא יישום תובעני ולעתים קרובות תלוי בשימוש בסרטי גרפיט בעובי מיקרון באיכות גבוהה. "עם זאת, השיטה לייצר סרטי גרפיט אלה באמצעות פולימרים כחומרי גלם היא מורכבת ועתירת אנרגיה", מסביר גיטנג'אלי דוקאר, פוסט-דוק במעבדה של פדרו קוסטה שהובילה את העבודה. הסרטים מיוצרים בתהליך רב שלבים הדורשים טמפרטורות של עד 3,200 מעלות צלזיוס ואינם יכולים להפיק סרטים דקים יותר מכמה מיקרון.
Deokar, Costa ועמיתיהם פיתחו שיטה מהירה ויעילה באנרגיה להפיכת גיליונות גרפיט לעובי של כמאה ננומטר. הצוות השתמש בטכניקה שנקראת תצהיר אדי כימי (CVD) כדי לגדל סרטי גרפיט בעובי ננומטר (NGFS) על ניקל כסף, שם הניקל מזרז את המרת המתאן החם לגרפיט על פני השטח שלו. "השגנו את NGF בצעד גידול CVD של 5 דקות בלבד בטמפרטורת תגובה של 900 מעלות צלזיוס," אמר דוקאר.
NGF יכול לצמוח לגיליונות עד 55 ס"מ 2 באזור ולצמוח משני צידי נייר הכסף. ניתן להסיר אותו ולהעביר אותו למשטחים אחרים ללא צורך בשכבת תמיכה בפולימר, שהיא דרישה נפוצה בעבודה עם סרטי גרפן בשכבה יחידה.
בעבודה עם מומחה המיקרוסקופיה האלקטרונית אלסנדרו ג'נובזה, הצוות השיג תמונות מיקרוסקופיית אלקטרונים (TEM) של חתכים רוחביים של NGF בניקל. "התבוננות בממשק בין סרטי גרפיט לניקל ניקל היא הישג חסר תקדים ותספק תובנות נוספות לגבי מנגנון הצמיחה של סרטים אלה," אמר קוסטה.
עובי ה- NGF נופל בין סרטי גרפיט בעובי מיקרון מסחרי לבין גרפן בשכבה יחידה. "NGF משלים גרפן וגדלי גרפיט תעשייתיים, ומוסיף לארסנל של סרטי פחמן שכבות," אמר קוסטה. לדוגמה, בשל הגמישות שלו, ניתן להשתמש ב- NGF לניהול תרמי בטלפונים ניידים גמישים שמתחילים להופיע כעת בשוק. "בהשוואה לסרטי גרפן, שילוב ה- NGF יהיה זול ויציב יותר", הוסיף.
עם זאת, ל- NGF יש שימושים רבים מעבר לפיזור החום. תכונה מעניינת המודגשת בתמונות TEM היא שחלקים מסוימים של ה- NGF הם רק כמה שכבות של פחמן. "למרבה הפלא, נוכחותן של שכבות מרובות של תחומי גרפן מבטיחה מידה מספקת של שקיפות אור גלויה לאורך הסרט," אמר דוקה. צוות המחקר שיער כי ה- NGF המוליך והשקוף יכול לשמש כמרכיב של תאים סולאריים או כחומר חישה לגילוי גז דו חמצני חנקן. "אנו מתכננים לשלב NGF במכשירים כך שהוא יכול לפעול כחומר פעיל רב -פונקציונלי", אמר קוסטה.
מידע נוסף: Gitanjali Deokar et al., צמיחה מהירה של סרטי גרפיט בעובי ננומטר על ניקל ניקל בקנה מידה וופר וניתוח המבני שלהם, Nanotechnology (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
אם אתה נתקל בהקלדת הקלדה, אי דיוק, או שאתה רוצה להגיש בקשה לעריכת תוכן בדף זה, אנא השתמש בטופס זה. לשאלות כלליות, אנא השתמש בטופס יצירת הקשר שלנו. לקבלת משוב כללי, השתמש בסעיף התגובות הציבוריות שלהלן (עקוב אחר ההוראות).
דעתך חשובה לנו. עם זאת, בשל נפח ההודעות הגבוה, איננו יכולים להבטיח תגובה בהתאמה אישית.
כתובת הדוא"ל שלך משמשת רק כדי לומר למקבלים מי שלח את הדוא"ל. לא הכתובת שלך ולא כתובת הנמען ישמשו למטרה אחרת. המידע שתכנס יופיע בדוא"ל שלך ולא יאוחסן על ידי Phys.org בשום צורה שהיא.
קבל עדכונים שבועיים ו/או יומיים בתיבת הדואר הנכנס שלך. אתה יכול לבטל את המנוי בכל עת ולעולם לא נשתף את פרטיך עם צדדים שלישיים.
אנו הופכים את התוכן שלנו לנגיש לכולם. שקול לתמוך במשימת Science X עם חשבון פרימיום.