고품질 흑연은 우수한 기계적 강도, 열 안정성, 높은 유연성 및 매우 높은 평면 열 및 전기 전도성을 가지므로 전화로 배터리로 사용되는 광열 도체와 같은 많은 응용 분야에서 가장 중요한 고급 재료 중 하나입니다. 예를 들어, 특수한 유형의 흑연, 고도로 정렬 된 열분해 흑연 (HOPG)은 실험실에서 가장 일반적으로 사용되는 것 중 하나입니다. 재료. 이러한 우수한 특성은 흑연의 층 구조에 기인하며, 여기서 그래 핀 층의 탄소 원자 사이의 강한 공유 결합은 탁월한 기계적 특성, 열 및 전기 전도도에 기여하는 반면, 그래 핀 층 간의 상호 작용은 거의 없다. 동작은 높은 수준의 유연성을 초래합니다. 석묵. 흑연은 자연에서 1000 년 이상 발견되었고 인공 합성이 100 년 이상 연구되었지만, 천연 및 합성 모두의 흑연 샘플의 품질은 이상적이지 않습니다. 예를 들어, 흑연 물질에서 가장 큰 단결정 흑연 도메인의 크기는 전형적으로 1 mm 미만이며, 이는 석영 단결정 및 실리콘 단일 결정과 같은 많은 결정의 크기와 완전히 대조적이다. 크기는 미터의 스케일에 도달 할 수 있습니다. 단일 결정 흑연의 매우 작은 크기는 흑연 층 사이의 약한 상호 작용에 기인하며, 그래 핀 층의 평평성은 성장 동안 유지하기가 어렵 기 때문에 흑연은 장애의 여러 단일 결정 입자 경계로 쉽게 나뉩니다. . 이 핵심 문제를 해결하기 위해 ULSAN National Institute of Science and Institute (UNIST)의 명예 교수와 그의 협력자 Liu Kaihui 교수, Peking University의 Wang Enge 교수는 얇은 크기의 흑연 단일 결정을 합성하기위한 전략을 제안했습니다. 필름, 인치 규모. 그들의 방법은 단일 결정 니켈 포일을 기질로 사용하고, 탄소 원자는 니켈 포일의 뒷면에서“등온 용해-확산-배제 과정”을 통해 공급됩니다. 기체 골판지 공급원을 사용하는 대신, 흑연 성장을 촉진하기 위해 고체 탄소 재료를 선택했습니다. 이 새로운 전략을 사용하면 며칠 안에 두께가 약 1 인치 및 35 미크론 또는 100,000 개 이상의 그래 핀 층의 두께로 단일 결정 흑연 필름을 생성 할 수 있습니다. 이용 가능한 모든 흑연 샘플과 비교하여, 단결정 흑연은 열 전도도가 ~ 2880 W M-1K-1의 열전도율, 불순물의 중요하지 않은 함량 및 층 간의 최소 거리를 갖는다. (1) 초 플래트 기질이 합성 흑연의 장애를 피함에 따라 큰 크기의 단축 니켈 필름의 성공적인 합성; (2) 100,000 층의 그래 핀 층이 약 100 시간 내에 등온 적으로 성장하여, 각각의 그래 핀 층이 동일한 화학 환경 및 온도에서 합성되어 흑연의 균일 한 품질을 보장합니다. (3) 니켈 포일의 뒷면을 통한 탄소의 지속적인 공급은 그래 핀 층이 5 초마다 대략 1 층으로 매우 높은 속도로 지속적으로 성장할 수있게한다.”
후 시간 : Nov-09-2022