Соңғы смартфондардағы қуатты электрониканы салқындату үлкен қиындық тудыруы мүмкін. Король Абдулла атындағы ғылым және технология университетінің зерттеушілері электронды құрылғылардан жылуды таратуға өте ыңғайлы көміртекті материалдарды жасаудың жылдам және тиімді әдісін ойлап тапты. Бұл жан-жақты материал газ сенсорларынан бастап күн батареяларына дейін басқа да қолданыстарды таба алады.
Көптеген электрондық құрылғылар электронды компоненттер шығаратын жылуды өткізу және тарату үшін графит пленкаларын пайдаланады. Графит көміртектің табиғи түрі болғанымен, электроникадағы жылуды басқару күрделі қолданыс болып табылады және көбінесе жоғары сапалы микрон қалыңдығындағы графит пленкаларын пайдалануға байланысты. «Дегенмен, бұл графит пленкаларын шикізат ретінде полимерлерді пайдаланып жасау әдісі күрделі және энергияны көп қажет етеді», - деп түсіндіреді Педро Костаның зертханасындағы постдоктор, жұмысты басқарған Гитанжали Деокар. Пленкалар 3200 градус Цельсийге дейінгі температураны қажет ететін және бірнеше микроннан жұқа пленкалар шығара алмайтын көп сатылы процесс арқылы жасалады.
Деокар, Коста және олардың әріптестері шамамен 100 нанометр қалыңдықтағы графит парақтарын жасаудың жылдам және энергия үнемдейтін әдісін ойлап тапты. Топ никель фольгасында нанометр қалыңдықтағы графит қабықшаларын (NGF) өсіру үшін химиялық бу тұндыру (CVD) деп аталатын әдісті қолданды, мұнда никель ыстық метанның бетіндегі графитке айналуын катализдейді. «Біз NGF-ке 900 градус Цельсий реакция температурасында CVD өсу сатысында небәрі 5 минутта қол жеткіздік», - деді Деокар.
NGF ауданы 55 см2-ге дейінгі парақтарға дейін өсе алады және фольганың екі жағында да өсе алады. Оны полимер тірек қабатын қажет етпей алып тастауға және басқа беттерге ауыстыруға болады, бұл бір қабатты графен пленкаларымен жұмыс істеген кезде жиі қойылатын талап.
Электронды микроскопия маманы Алессандро Геновеземен бірлесіп жұмыс істей отырып, топ никельдегі NGF көлденең қималарының трансмиссиялық электронды микроскопия (TEM) суреттерін алды. «Графит пленкалары мен никель фольгасы арасындағы интерфейсті бақылау - бұрын-соңды болмаған жетістік және бұл пленкалардың өсу механизмі туралы қосымша түсінік береді», - деді Коста.
NGF қалыңдығы коммерциялық қолжетімді микрон қалыңдығындағы графит пленкалары мен бір қабатты графеннің арасында болады. «NGF графен мен өнеркәсіптік графит парақтарын толықтырады, қабатты көміртекті пленкалардың арсеналын толықтырады», - деді Коста. Мысалы, икемділігінің арқасында NGF қазір нарықта пайда бола бастаған икемді ұялы телефондарда термиялық басқару үшін пайдаланылуы мүмкін. «Графен пленкаларымен салыстырғанда, NGF интеграциясы арзанырақ және тұрақты болады», - деп қосты ол.
Дегенмен, NGF жылуды таратудан басқа да көптеген қолданыстарға ие. TEM суреттерінде көрсетілген қызықты ерекшелік - NGF-тің кейбір бөліктері көміртектің бірнеше қабатынан тұрады. «Таңқаларлықтай, графен домендерінің бірнеше қабатының болуы пленка бойымен көрінетін жарықтың жеткілікті мөлдірлігін қамтамасыз етеді», - деді Деока. Зерттеу тобы өткізгіш, мөлдір NGF күн батареяларының құрамдас бөлігі немесе азот диоксиді газын анықтауға арналған сенсорлық материал ретінде пайдаланылуы мүмкін деген болжам жасады. «Біз NGF-ті құрылғыларға көпфункционалды белсенді материал ретінде әрекет ете алатындай етіп біріктіруді жоспарлап отырмыз», - деді Коста.
Қосымша ақпарат: Гитанжали Деокар және т.б., Вафли масштабындағы никель фольгасындағы нанометрлік қалыңдықтағы графит қабықшаларының жылдам өсуі және олардың құрылымдық талдауы, Нанотехнология (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Егер сіз қате, дәлсіздікке тап болсаңыз немесе осы беттегі мазмұнды өңдеуге өтініш бергіңіз келсе, осы форманы пайдаланыңыз. Жалпы сұрақтар бойынша біздің байланыс формамызды пайдаланыңыз. Жалпы пікірлер үшін төмендегі қоғамдық пікірлер бөлімін пайдаланыңыз (нұсқауларды орындаңыз).
Сіздің пікіріңіз біз үшін маңызды. Дегенмен, хабарламалардың көптігіне байланысты біз жеке жауап беруге кепілдік бере алмаймыз.
Сіздің электрондық пошта мекенжайыңыз тек электрондық хатты кім жібергенін алушыларға хабарлау үшін пайдаланылады. Сіздің мекенжайыңыз да, алушының мекенжайы да басқа мақсатта пайдаланылмайды. Сіз енгізген ақпарат электрондық поштаңызда пайда болады және Phys.org сайтында ешқандай түрде сақталмайды.
Апта сайынғы және/немесе күнделікті жаңартуларды поштаңызға алыңыз. Сіз кез келген уақытта жазылымнан бас тарта аласыз және біз сіздің деректеріңізді үшінші тараптармен ешқашан бөліспейміз.
Біз контентімізді барлығына қолжетімді етеміз. Science X миссиясын премиум аккаунтпен қолдауды қарастырыңыз.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 5 қыркүйек