Өндөр чанартай бал чулуу нь маш сайн механик бат бөх, дулааны тогтвортой байдал, өндөр уян хатан байдал, хавтгай доторх дулааны болон цахилгаан дамжуулах чадвар өндөртэй тул утсанд батерей болгон ашигладаг фототермаль дамжуулагч гэх мэт олон хэрэглээнд хамгийн чухал дэвшилтэт материалын нэг болгодог. Жишээлбэл, өндөр дараалсан пиролитик бал чулуу (HOPG) гэсэн тусгай төрлийн бал чулуу нь лабораторид хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг материалуудын нэг юм. Материал. Эдгээр маш сайн шинж чанарууд нь бал чулууны давхаргат бүтэцтэй холбоотой бөгөөд графены давхарга дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондох хүчтэй ковалент холбоо нь маш сайн механик шинж чанар, дулааны болон цахилгаан дамжуулах чанарт хувь нэмэр оруулдаг бол графены давхаргуудын хооронд маш бага харилцан үйлчлэл үзүүлдэг. Үйлдэл нь өндөр түвшний уян хатан байдлыг бий болгодог. бал чулуу. Хэдийгээр бал чулууг байгальд 1000 гаруй жилийн турш нээсэн бөгөөд түүний хиймэл синтезийг 100 гаруй жилийн турш судалсан боловч байгалийн болон синтетик бал чулууны дээжийн чанар нь хамгийн тохиромжтой биш юм. Жишээлбэл, бал чулуу материалын хамгийн том дан талст бал чулууны домэйны хэмжээ нь ихэвчлэн 1 мм-ээс бага байдаг бөгөөд энэ нь кварцын дан талст, цахиурын дан талст зэрэг олон талстуудын хэмжээнээс эрс ялгаатай юм. Хэмжээ нь метрийн хэмжээнд хүрч болно. Монокристалл бал чулууны маш жижиг хэмжээ нь бал чулуун давхаргуудын хоорондох сул харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй бөгөөд графены давхаргын тэгш байдлыг өсөлтийн явцад хадгалахад хэцүү байдаг тул бал чулуу нь эмх замбараагүй байдлаар хэд хэдэн монокристалл үрийн хил хязгаарт амархан задардаг. Энэхүү гол асуудлыг шийдэхийн тулд Ульсаны Шинжлэх Ухаан Технологийн Үндэсний Хүрээлэнгийн (UNIST) хүндэт профессор, түүний хамтран зүтгэгчид болох профессор Лю Кайхуй, Бээжингийн Их Сургуулийн профессор Ван Энге болон бусад хүмүүс инчийн масштаб хүртэл нимгэн графитын монокристалл хальсыг нэгтгэх стратеги санал болгосон. Тэдний арга нь монокристалл никель тугалган цаасыг субстрат болгон ашигладаг бөгөөд нүүрстөрөгчийн атомууд нь никель тугалган цаасны ар талаас "изотермаль уусах-диффузи-тунах процесс"-оор тэжээгддэг. Хийн картон эх үүсвэр ашиглахын оронд тэд бал чулуун өсөлтийг хөнгөвчлөхийн тулд хатуу нүүрстөрөгчийн материалыг сонгосон. Энэхүү шинэ стратеги нь ойролцоогоор 1 инч, 35 микрон зузаантай монокристалл графит хальс буюу хэдхэн хоногийн дотор 100,000 гаруй графены давхарга үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Бүх боломжтой бал чулуун дээжтэй харьцуулахад дан талст бал чулуу нь ~2880 Вт м-1К-1 дулаан дамжуулалттай, хольцын агууламж багатай, давхаргын хоорондох хамгийн бага зайтай байдаг. (1) Том хэмжээтэй дан талст никелийн хальсыг хэт хавтгай суурь болгон амжилттай нэгтгэснээр синтетик бал чулууны эмх замбараагүй байдлаас зайлсхийдэг; (2) 100,000 давхар графеныг ойролцоогоор 100 цагийн дотор изотермаль аргаар ургуулдаг тул графены давхарга бүр ижил химийн орчин, температурт нийлэгждэг бөгөөд энэ нь бал чулууны жигд чанарыг хангадаг; (3) Никель тугалган цаасны ар талаас нүүрстөрөгчийн тасралтгүй нийлүүлэлт нь графены давхаргыг маш өндөр хурдтайгаар, ойролцоогоор таван секунд тутамд нэг давхаргаар тасралтгүй ургуулах боломжийг олгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 11-р сарын 9