Naujausiuose išmaniuosiuose telefonuose esančių galingų elektroninių įrenginių aušinimas gali būti nemenkas iššūkis. Karaliaus Abdullaho mokslo ir technologijų universiteto tyrėjai sukūrė greitą ir efektyvų metodą, kaip sukurti anglies medžiagas, idealiai tinkančias šilumai išsklaidyti iš elektroninių prietaisų. Ši universali medžiaga gali būti naudojama ir kitur – nuo dujų jutiklių iki saulės baterijų.
Daugelyje elektroninių prietaisų naudojamos grafito plėvelės, kurios praleidžia ir išsklaido elektroninių komponentų skleidžiamą šilumą. Nors grafitas yra natūrali anglies forma, šilumos valdymas elektronikoje yra sudėtingas taikymas ir dažnai priklauso nuo aukštos kokybės mikronų storio grafito plėvelių naudojimo. „Tačiau šių grafito plėvelių gamybos būdas naudojant polimerus kaip žaliavas yra sudėtingas ir reikalauja daug energijos“, – aiškina Gitanjali Deokar, Pedro Costos laboratorijos podoktorantūros studentė, vadovavusi darbui. Plėvelės gaminamos daugiapakopiu procesu, kuriam reikalinga iki 3200 laipsnių Celsijaus temperatūra, ir negalima pagaminti plėvelių, plonesnių nei keli mikronai.
Deokaras, Costa ir jų kolegos sukūrė greitą ir energiją taupantį metodą, kaip pagaminti maždaug 100 nanometrų storio grafito lakštus. Komanda panaudojo cheminio garų nusodinimo (CVD) techniką, kad ant nikelio folijos užaugintų nanometrų storio grafito plėveles (NGF), kur nikelis katalizuoja karšto metano virsmą grafitu ant jos paviršiaus. „NGF pasiekėme vos per 5 minutes trukusį CVD auginimo etapą, esant 900 laipsnių Celsijaus reakcijos temperatūrai“, – teigė Deokaras.
NGF gali išaugti į iki 55 cm2 ploto lakštus ir augti abiejose folijos pusėse. Jį galima pašalinti ir perkelti ant kitų paviršių, nereikalaujant polimerinio atraminio sluoksnio, kuris yra įprastas reikalavimas dirbant su vieno sluoksnio grafeno plėvelėmis.
Bendradarbiaudama su elektroninės mikroskopijos ekspertu Alessandro Genovese, komanda gavo transmisinės elektroninės mikroskopijos (TEM) vaizdus, kuriuose matyti NGF skerspjūviai ant nikelio. „Grafito plėvelių ir nikelio folijos sąsajos stebėjimas yra precedento neturintis pasiekimas, kuris suteiks papildomų įžvalgų apie šių plėvelių augimo mechanizmą“, – teigė Costa.
NGF storis yra tarp komerciškai prieinamų mikrono storio grafito plėvelių ir vieno sluoksnio grafeno. „NGF papildo grafeno ir pramoninių grafito lakštų savybes, papildydamas sluoksniuotų anglies plėvelių arsenalą“, – teigė Costa. Pavyzdžiui, dėl savo lankstumo NGF gali būti naudojamas šilumos valdymui lanksčiuose mobiliuosiuose telefonuose, kurie dabar pradeda pasirodyti rinkoje. „Palyginti su grafeno plėvelėmis, NGF integravimas bus pigesnis ir stabilesnis“, – pridūrė jis.
Tačiau NGF turi daug panaudojimo būdų, be šilumos išsklaidymo. Įdomi TEM vaizdų ypatybė yra ta, kad kai kurios NGF dalys yra vos kelių anglies sluoksnių storio. „Nuostabu, kad kelių grafeno domenų sluoksnių buvimas užtikrina pakankamą matomos šviesos skaidrumo laipsnį visoje plėvelėje“, – teigė Deoka. Tyrėjų komanda iškėlė hipotezę, kad laidus, permatomas NGF galėtų būti naudojamas kaip saulės elementų komponentas arba kaip jutiklinė medžiaga azoto dioksido dujoms aptikti. „Planuojame integruoti NGF į įrenginius, kad jis galėtų veikti kaip daugiafunkcinė aktyvioji medžiaga“, – sakė Costa.
Daugiau informacijos: Gitanjali Deokar ir kt., „Nanometrų storio grafito plėvelių spartus augimas ant plokštelės dydžio nikelio folijos ir jų struktūrinė analizė“, „Nanotechnologijos“ (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Jei pastebėjote rašybos klaidą, netikslumą arba norėtumėte pateikti prašymą redaguoti šio puslapio turinį, naudokite šią formą. Bendro pobūdžio klausimams naudokite mūsų kontaktinę formą. Bendro pobūdžio atsiliepimams naudokite toliau pateiktą viešųjų komentarų skyrių (vadovaukitės instrukcijomis).
Jūsų nuomonė mums svarbi. Tačiau dėl didelio žinučių kiekio negalime garantuoti suasmeninto atsakymo.
Jūsų el. pašto adresas naudojamas tik tam, kad būtų galima sužinoti gavėjams, kas išsiuntė el. laišką. Nei jūsų, nei gavėjo adresas nebus naudojami jokiais kitais tikslais. Jūsų įvesta informacija bus rodoma jūsų el. laiške ir jokia forma nebus saugoma „Phys.org“.
Gaukite savaitinius ir (arba) kasdienius atnaujinimus į savo el. pašto dėžutę. Galite bet kada atsisakyti prenumeratos ir mes niekada nebendrinsime jūsų duomenų su trečiosiomis šalimis.
Mūsų turinys prieinamas visiems. Apsvarstykite galimybę paremti „Science X“ misiją susikurdami aukščiausios kokybės paskyrą.
Įrašo laikas: 2024-09-05