Жогорку сапаттагы графит эң сонун механикалык бекемдикке, жылуулук туруктуулугуна, жогорку ийкемдүүлүгүнө жана өтө жогорку тегиздиктеги жылуулук жана электр өткөрүмдүүлүгүнө ээ, бул аны телефондордо батарея катары колдонулган фототермикалык өткөргүчтөр сыяктуу көптөгөн колдонмолор үчүн эң маанилүү өнүккөн материалдардын бирине айлантат. Мисалы, графиттин атайын түрү, жогорку тартиптеги пиролитикалык графит (HOPG), лабораторияларда эң көп колдонулгандардын бири. Материал. Бул эң сонун касиеттер графиттин катмарлуу түзүлүшүнө байланыштуу, мында графен катмарларындагы көмүртек атомдорунун ортосундагы күчтүү коваленттик байланыштар эң сонун механикалык касиеттерге, жылуулук жана электр өткөрүмдүүлүгүнө өбөлгө түзөт, ал эми графен катмарларынын ортосундагы өз ара аракеттенүү өтө аз. Бул аракет жогорку деңгээлдеги ийкемдүүлүккө алып келет. графит. Графит жаратылышта 1000 жылдан ашык убакыттан бери ачылып, анын жасалма синтези 100 жылдан ашык убакыттан бери изилденип келгени менен, табигый жана синтетикалык графит үлгүлөрүнүн сапаты идеалдуу эмес. Мисалы, графит материалдарындагы эң чоң монокристаллдык графит домендеринин өлчөмү адатта 1 ммден аз, бул кварц монокристалдары жана кремний монокристалдары сыяктуу көптөгөн кристаллдардын өлчөмүнөн кескин айырмаланат. Өлчөмү метрдин масштабына жетиши мүмкүн. Монокристаллдык графиттин өтө кичинекей өлчөмү графит катмарларынын ортосундагы алсыз өз ара аракеттенүүдөн келип чыгат жана өсүү учурунда графен катмарынын тегиздигин сактоо кыйын, ошондуктан графит башаламандыкта бир нече монокристаллдык дан чектерине оңой эле бөлүнөт. Бул негизги көйгөйдү чечүү үчүн Ульсан Улуттук Илим жана Технология Институтунун (UNIST) ардактуу профессору жана анын кызматташтары профессор Лю Кайхуэй, Пекин университетинин профессору Ван Энге жана башкалар дюймдук масштабга чейин жука чоңдуктагы графит монокристалл пленкасын синтездөө стратегиясын сунушташты. Алардын ыкмасы субстрат катары монокристаллдык никель фольгасын колдонот, ал эми көмүртек атомдору никель фольгасынын арткы тарабынан "изотермикалык эритүү-диффузия-чөкмө процесси" аркылуу берилет. Газ түрүндөгү картон булагын колдонуунун ордуна, алар графиттин өсүшүн жеңилдетүү үчүн катуу көмүртек материалын тандашты. Бул жаңы стратегия бир нече күндүн ичинде калыңдыгы болжол менен 1 дюйм жана 35 микрон болгон же 100 000ден ашык графен катмары бар монокристаллдык графит пленкаларын чыгарууга мүмкүндүк берет. Бардык жеткиликтүү графит үлгүлөрүнө салыштырмалуу, монокристаллдык графиттин жылуулук өткөрүмдүүлүгү ~2880 Вт м-1К-1, кошулмалардын анча чоң эмес курамы жана катмарлардын ортосундагы минималдуу аралык бар. (1) Чоң өлчөмдөгү монокристаллдык никель пленкаларын өтө жалпак субстраттар катары ийгиликтүү синтездөө синтетикалык графиттин бузулушун болтурбайт; (2) графендин 100 000 катмары болжол менен 100 сааттын ичинде изотермикалык түрдө өстүрүлөт, ошондуктан графендин ар бир катмары бирдей химиялык чөйрөдө жана температурада синтезделет, бул графиттин бирдей сапатын камсыз кылат; (3) Никель фольгасынын арткы бети аркылуу көмүртектин үзгүлтүксүз берилиши графен катмарларынын өтө жогорку ылдамдыкта, болжол менен ар бир беш секундда бир катмардан тынымсыз өсүшүнө мүмкүндүк берет.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 9-ноябры