ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಉತ್ತಮ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ

ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ, ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಮ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮತಲದೊಳಗಿನ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ದೂರವಾಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಾಗಿ ಬಳಸುವ ಫೋಟೊಥರ್ಮಲ್ ವಾಹಕಗಳಂತಹ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಮುಖವಾದ ಮುಂದುವರಿದ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ವಿಶೇಷ ರೀತಿಯ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್, ಹೆಚ್ಚು ಆರ್ಡರ್ ಮಾಡಿದ ಪೈರೋಲಿಟಿಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ (HOPG), ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ವಸ್ತು. ಈ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಪದರ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳಲ್ಲಿನ ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲವಾದ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ನಮ್ಯತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನ್ನು 1000 ವರ್ಷಗಳಿಗೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿದ್ದರೂ ಮತ್ತು ಅದರ ಕೃತಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು 100 ವರ್ಷಗಳಿಗೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದ್ದರೂ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಎರಡೂ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮಾದರಿಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟವು ಆದರ್ಶದಿಂದ ದೂರವಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳ ಗಾತ್ರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1 ಮಿಮೀಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಂತಹ ಅನೇಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಗಾತ್ರವು ಒಂದು ಮೀಟರ್‌ನಷ್ಟು ತಲುಪಬಹುದು. ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಗಾತ್ರವು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ದುರ್ಬಲ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರದ ಚಪ್ಪಟೆತನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನ್ನು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳಾಗಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಉಲ್ಸಾನ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (UNIST) ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಎಮೆರಿಟಸ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹಯೋಗಿಗಳಾದ ಪ್ರೊ. ಲಿಯು ಕೈಹುಯಿ, ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರೊ. ವಾಂಗ್ ಎಂಗೆ ಮತ್ತು ಇತರರು ತೆಳುವಾದ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಇಂಚಿನ ಮಾಪಕದವರೆಗೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುವ ತಂತ್ರವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅವರ ವಿಧಾನವು ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು ತಲಾಧಾರವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಹಿಂಭಾಗದಿಂದ "ಐಸೋಥರ್ಮಲ್ ಡಿಸಲ್ಯೂಷನ್-ಡಿಫ್ಯೂಷನ್-ಡಿಪೋಸಿಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ" ಮೂಲಕ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಕಾರ್ಡ್‌ಬೋರ್ಡ್ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸುವ ಬದಲು, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಲು ಅವರು ಘನ ಇಂಗಾಲದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆರಿಸಿಕೊಂಡರು. ಈ ಹೊಸ ತಂತ್ರವು ಸುಮಾರು 1 ಇಂಚು ಮತ್ತು 35 ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳ ದಪ್ಪ ಅಥವಾ 100,000 ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಕೆಲವೇ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಲಭ್ಯವಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ~2880 W m-1K-1 ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕಲ್ಮಶಗಳ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಕನಿಷ್ಠ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. (1) ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಫ್ಲಾಟ್ ತಲಾಧಾರಗಳಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ನಿಕಲ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಯಶಸ್ವಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತತೆಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ; (2) 100,000 ಪದರಗಳ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಸುಮಾರು 100 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಆಗಿ ಬೆಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪದರವನ್ನು ಒಂದೇ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪರಿಸರ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಏಕರೂಪದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ; (3) ನಿಕಲ್ ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಹಿಮ್ಮುಖ ಭಾಗದ ಮೂಲಕ ಇಂಗಾಲದ ನಿರಂತರ ಪೂರೈಕೆಯು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಪದರಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ದರದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಸರಿಸುಮಾರು ಪ್ರತಿ ಐದು ಸೆಕೆಂಡುಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಪದರ, ”