Jaudīgas elektronikas atdzesēšana jaunākajos viedtālruņos var būt galvenais izaicinājums. King Abdullah Zinātnes un tehnoloģijas universitātes pētnieki ir izstrādājuši ātru un efektīvu metodi oglekļa materiālu radīšanai, kas ideāli piemērota siltuma izkliedēšanai no elektroniskajām ierīcēm. Šis daudzpusīgais materiāls var atrast citus lietojumus, sākot no gāzes sensoriem līdz saules paneļiem.
Daudzās elektroniskās ierīces izmanto grafīta plēves, lai vadītu un izkliedētu siltumu, ko rada elektroniskās sastāvdaļas. Lai arī grafīts ir dabiska oglekļa forma, elektronikas termiskā pārvaldība ir prasīgs pielietojums un tas bieži ir atkarīgs no augstas kvalitātes mikronu biezu grafīta plēvju izmantošanas. “Tomēr šo grafīta plēvju veidošanas metode kā izejvielas, izmantojot polimērus, ir sarežģīta un energoietilpīga,” skaidro Gitanjali Deokar, postdoc Pedro Costa laboratorijā, kurš vadīja darbu. Filmas tiek veidotas, izmantojot daudzpakāpju procesu, kas prasa temperatūru līdz 3200 grādiem pēc Celsija un nevar radīt plēves plānākas par dažiem mikroniem.
Deokar, Costa un viņu kolēģi ir izstrādājuši ātru un energoefektīvu metodi grafīta loksnēm, kuru biezums ir apmēram 100 nanometrus. Komanda izmantoja paņēmienu, ko sauc par ķīmisko tvaiku nogulsnēšanos (CVD), lai audzētu nanometru biezas grafīta plēves (NGF) uz niķeļa folijas, kur niķelis katalizē karstā metāna pārvēršanu grafītā uz tā virsmas. "Mēs sasniedzām NGF tikai 5 minūšu CVD augšanas pakāpē reakcijas temperatūrā 900 grādos pēc Celsija," sacīja Deokars.
NGF var izaugt loksnēs līdz 55 cm2 apgabalā un augt abās folijas pusēs. To var noņemt un pārnest uz citām virsmām bez nepieciešamības pēc polimēra atbalsta slāņa, kas ir izplatīta prasība, strādājot ar viena slāņa grafēna plēvēm.
Sadarbībā ar elektronu mikroskopijas ekspertu Alessandro Genovese, komanda ieguva transmisijas elektronu mikroskopijas (TEM) NGF šķērsgriezumu attēlus uz niķeļa. "Interfeisa novērošana starp grafīta plēvēm un niķeļa foliju ir nepieredzēts sasniegums un sniegs papildu ieskatu šo filmu izaugsmes mehānismā," sacīja Kosta.
NGF biezums ietilpst starp komerciāli pieejamām mikronu biezām grafīta plēvēm un viena slāņa grafēnu. "NGF papildina grafēna un rūpniecisko grafīta lapas, papildinot slāņaino oglekļa plēvju arsenālu," sacīja Kosta. Piemēram, tā elastības dēļ NGF var izmantot termiskajai pārvaldībai elastīgos mobilajos tālruņos, kas tagad sāk parādīties tirgū. "Salīdzinot ar grafēna plēvēm, NGF integrācija būs lētāka un stabilāka," viņš piebilda.
Tomēr NGF ir daudz lietojumu, kas pārsniedz karstuma izkliedi. Interesanta iezīme, kas iezīmēta TEM attēlos, ir tā, ka dažas NGF daļas ir tikai daži oglekļa biezuma slāņi. "Jāatzīmē, ka vairāku grafēna domēnu slāņu klātbūtne visā filmā nodrošina pietiekamu redzamas gaismas caurspīdīguma pakāpi," sacīja Deoka. Pētniecības grupa izvirzīja hipotēzi, ka vadītspējīgo, caurspīdīgo NGF varētu izmantot kā saules bateriju sastāvdaļu vai kā sensoru materiālu slāpekļa dioksīda gāzes noteikšanai. "Mēs plānojam integrēt NGF ierīcēs, lai tā varētu darboties kā daudzfunkcionālu aktīvu materiālu," sacīja Kosta.
Papildu informācija: Gitanjali Deokar et al., Strauja nanometru biezu grafīta plēvju augšana uz vafeļu mēroga niķeļa folijas un to strukturālā analīze, nanotehnoloģija (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Ja jūs sastopaties ar kļūdu, neprecizitāti vai vēlaties iesniegt pieprasījumu rediģēt saturu šajā lapā, lūdzu, izmantojiet šo veidlapu. Vispārīgiem jautājumiem, lūdzu, izmantojiet mūsu kontakta veidlapu. Lai saņemtu vispārējas atsauksmes, izmantojiet zemāk esošo publisko komentāru sadaļu (izpildiet instrukcijas).
Jūsu viedoklis mums ir svarīgs. Tomēr lielā ziņojumu apjoma dēļ mēs nevaram garantēt personalizētu atbildi.
Jūsu e -pasta adrese tiek izmantota tikai saņēmējiem, kuri nosūtīja e -pastu. Ne jūsu adrese, ne saņēmēja adrese netiks izmantota citam mērķim. Ievadītā informācija parādīsies jūsu e -pastā, un Phys.org to netiks saglabāta nevienā formā.
Saņemiet iknedēļas un/vai ikdienas atjauninājumus iesūtnē. Jūs varat abonēt jebkurā laikā, un mēs nekad nedalīsimies ar jūsu informāciju ar trešajām personām.
Mēs padarām mūsu saturu pieejamu visiem. Apsveriet iespēju atbalstīt Science X misiju ar premium kontu.
Pasta laiks: SEP-05-2024