新しい研究は、より良いグラファイトフィルムを明らかにしています

高品質のグラファイトは、優れた機械的強度、熱安定性、柔軟性が高く、非常に高い面内熱および電気伝導率を備えており、電話でバッテリーとして使用される光熱導体など、多くの用途にとって最も重要な進行材料の1つになります。たとえば、特別なタイプのグラファイト、高度に秩序化された熱分解グラファイト（HOPG）は、研究所で最も一般的に使用されているものの1つです。材料。これらの優れた特性は、グラファイトの層状構造によるものであり、グラフェン層の炭素原子間の強い共有結合が優れた機械的特性、熱伝導率と電気伝導率に寄与し、グラフェン層間の相互作用はほとんどありません。アクションは、高度な柔軟性をもたらします。黒鉛。グラファイトは1000年以上にわたって自然界で発見されており、その人工合成は100年以上にわたって研究されてきましたが、自然と合成の両方のグラファイトサンプルの品質は理想とはほど遠いものです。たとえば、グラファイト材料の最大の単結晶グラファイトドメインのサイズは通常1 mm未満であり、これは石英単結晶やシリコン単結晶などの多くの結晶のサイズとはまったく対照的です。サイズはメーターのスケールに達することができます。単結晶グラファイトの非常に小さなサイズは、グラファイト層間の弱い相互作用によるものであり、グラフェン層の平坦性は成長中に維持するのが困難であるため、グラファイトは無秩序のいくつかの単結晶粒界に簡単に破壊されます。 。この重要な問題を解決するために、ウルサン国立科学技術研究所（UNIST）の名誉教授と彼の協力者教授Li Kaihui教授、北京大学のWang Enge教授などは、薄型の秩序のグラフィット単結晶を統合するための戦略を提案しています。フィルム、インチスケールまで。それらの方法は、単一結晶ニッケルフォイルを基質として使用し、炭素原子は「等温溶解拡散浸透プロセス」を通じてニッケルフォイルの背面から供給されます。ガス材のソースを使用する代わりに、グラファイトの成長を促進するために固体炭素材料を選択しました。この新しい戦略により、厚さは約1インチと35ミクロン、または数日で100,000を超えるグラフェン層の単結晶グラファイトフィルムを作成できます。利用可能なすべてのグラファイトサンプルと比較して、単結晶グラファイトの熱伝導率は〜2880 W M-1K-1、不純物の取るに足らない含有量、層間の最小距離です。 （1）ウルトラフラット基質としての大きなサイズの単結晶ニッケルフィルムの合成の成功は、合成グラファイトの障害を避けます。 （2）100,000層のグラフェンは約100時間で等温で栽培されているため、グラフェンの各層は同じ化学環境と温度で合成され、グラファイトの均一な品質が保証されます。 （3）ニッケルホイルの裏側を介した炭素の連続供給により、グラフェンの層は非常に高い速度で連続的に成長することができます。