नवीनतम स्मार्टफोनमधील शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक्स थंड करणे हे एक मोठे आव्हान असू शकते. किंग अब्दुल्ला विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठातील संशोधकांनी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमधून उष्णता नष्ट करण्यासाठी आदर्श कार्बन पदार्थ तयार करण्यासाठी एक जलद आणि कार्यक्षम पद्धत विकसित केली आहे. या बहुमुखी पदार्थाला गॅस सेन्सर्सपासून ते सौर पॅनेलपर्यंत इतर अनुप्रयोग मिळू शकतात.
इलेक्ट्रॉनिक घटकांद्वारे निर्माण होणारी उष्णता चालविण्यासाठी आणि नष्ट करण्यासाठी अनेक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे ग्रेफाइट फिल्म्स वापरतात. जरी ग्रेफाइट हा कार्बनचा एक नैसर्गिक प्रकार असला तरी, इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये थर्मल व्यवस्थापन हा एक कठीण अनुप्रयोग आहे आणि बहुतेकदा उच्च-गुणवत्तेच्या मायक्रॉन-जाड ग्रेफाइट फिल्म्सच्या वापरावर अवलंबून असतो. "तथापि, कच्चा माल म्हणून पॉलिमर वापरून या ग्रेफाइट फिल्म्स बनवण्याची पद्धत जटिल आणि ऊर्जा-केंद्रित आहे," असे पेड्रो कोस्टाच्या प्रयोगशाळेतील पोस्टडॉक गीतांजली देवकर यांनी स्पष्ट केले. हे फिल्म्स एका बहु-चरण प्रक्रियेद्वारे बनवले जातात ज्यासाठी 3,200 अंश सेल्सिअस पर्यंत तापमान आवश्यक असते आणि काही मायक्रॉनपेक्षा पातळ फिल्म्स तयार करू शकत नाहीत.
देवकर, कोस्टा आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी सुमारे १०० नॅनोमीटर जाडीच्या ग्रेफाइट शीट्स बनवण्यासाठी एक जलद आणि ऊर्जा-कार्यक्षम पद्धत विकसित केली आहे. टीमने निकेल फॉइलवर नॅनोमीटर-जाड ग्रेफाइट फिल्म्स (NGFs) वाढवण्यासाठी केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन (CVD) नावाच्या तंत्राचा वापर केला, जिथे निकेल त्याच्या पृष्ठभागावर गरम मिथेनचे ग्रेफाइटमध्ये रूपांतर करण्यास उत्प्रेरित करते. "आम्ही ९०० अंश सेल्सिअसच्या प्रतिक्रिया तापमानात फक्त ५ मिनिटांच्या CVD वाढीच्या टप्प्यात NGF साध्य केले," देवकर म्हणाले.
NGF ५५ सेमी२ पर्यंतच्या क्षेत्रफळाच्या शीटमध्ये वाढू शकते आणि फॉइलच्या दोन्ही बाजूंना वाढू शकते. ते पॉलिमर सपोर्ट लेयरची आवश्यकता न पडता काढून इतर पृष्ठभागावर हस्तांतरित केले जाऊ शकते, जे सिंगल-लेयर ग्राफीन फिल्म्ससह काम करताना एक सामान्य आवश्यकता आहे.
इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी तज्ञ अलेस्सांद्रो जेनोवेस यांच्यासोबत काम करताना, टीमने निकेलवरील NGF च्या क्रॉस-सेक्शनच्या ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (TEM) प्रतिमा मिळवल्या. "ग्रेफाइट फिल्म्स आणि निकेल फॉइलमधील इंटरफेसचे निरीक्षण करणे ही एक अभूतपूर्व कामगिरी आहे आणि या फिल्म्सच्या वाढीच्या यंत्रणेबद्दल अतिरिक्त अंतर्दृष्टी प्रदान करेल," कोस्टा म्हणाले.
NGF ची जाडी व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेल्या मायक्रॉन-जाड ग्रेफाइट फिल्म्स आणि सिंगल-लेयर ग्राफीनमध्ये येते. "NGF ग्राफीन आणि औद्योगिक ग्रेफाइट शीट्सना पूरक आहे, ज्यामुळे स्तरित कार्बन फिल्म्सचा साठा वाढतो," कोस्टा म्हणाले. उदाहरणार्थ, त्याच्या लवचिकतेमुळे, NGF चा वापर लवचिक मोबाइल फोनमध्ये थर्मल व्यवस्थापनासाठी केला जाऊ शकतो जे आता बाजारात येऊ लागले आहेत. "ग्राफीन फिल्म्सच्या तुलनेत, NGF चे एकत्रीकरण स्वस्त आणि अधिक स्थिर असेल," तो पुढे म्हणाला.
तथापि, NGF चे उष्णतेच्या अपव्ययापलीकडे अनेक उपयोग आहेत. TEM प्रतिमांमध्ये अधोरेखित झालेले एक मनोरंजक वैशिष्ट्य म्हणजे NGF चे काही भाग कार्बन जाडीचे फक्त काही थर आहेत. "उल्लेखनीय म्हणजे, ग्राफीन डोमेनच्या अनेक थरांची उपस्थिती संपूर्ण चित्रपटात पुरेशी प्रमाणात दृश्यमान प्रकाश पारदर्शकता सुनिश्चित करते," देवका म्हणाले. संशोधन पथकाने असे गृहीत धरले की प्रवाहकीय, अर्धपारदर्शक NGF सौर पेशींचा घटक म्हणून किंवा नायट्रोजन डायऑक्साइड वायू शोधण्यासाठी संवेदन सामग्री म्हणून वापरला जाऊ शकतो. "आम्ही NGF ला उपकरणांमध्ये एकत्रित करण्याची योजना आखत आहोत जेणेकरून ते बहुआयामी सक्रिय सामग्री म्हणून कार्य करू शकेल," कोस्टा म्हणाले.
अधिक माहिती: गीतांजली देवकर आणि इतर, वेफर-स्केल निकेल फॉइलवर नॅनोमीटर-जाड ग्रेफाइट फिल्म्सची जलद वाढ आणि त्यांचे संरचनात्मक विश्लेषण, नॅनोटेक्नॉलॉजी (२०२०). DOI: १०.१०८८/१३६१-६५२८/aba७१२
जर तुम्हाला या पृष्ठावरील मजकूर संपादित करण्याची चूक आढळली, किंवा तुम्हाला काही चूक आढळली, किंवा तुम्हाला या पृष्ठावरील मजकूर संपादित करण्याची विनंती करायची असेल, तर कृपया हा फॉर्म वापरा. सामान्य प्रश्नांसाठी, कृपया आमचा संपर्क फॉर्म वापरा. सामान्य अभिप्रायासाठी, खालील सार्वजनिक टिप्पण्या विभाग वापरा (सूचनांचे अनुसरण करा).
तुमचे मत आमच्यासाठी महत्त्वाचे आहे. तथापि, संदेशांची संख्या जास्त असल्याने, आम्ही वैयक्तिकृत प्रतिसादाची हमी देऊ शकत नाही.
तुमचा ईमेल पत्ता फक्त ईमेल पाठवणाऱ्या प्राप्तकर्त्यांना सांगण्यासाठी वापरला जातो. तुमचा पत्ता किंवा प्राप्तकर्त्याचा पत्ता इतर कोणत्याही कारणासाठी वापरला जाणार नाही. तुम्ही प्रविष्ट केलेली माहिती तुमच्या ईमेलमध्ये दिसेल आणि Phys.org द्वारे कोणत्याही स्वरूपात संग्रहित केली जाणार नाही.
तुमच्या इनबॉक्समध्ये साप्ताहिक आणि/किंवा दैनिक अपडेट्स मिळवा. तुम्ही कधीही सदस्यता रद्द करू शकता आणि आम्ही तुमचे तपशील तृतीय पक्षांसोबत कधीही शेअर करणार नाही.
आम्ही आमची सामग्री सर्वांसाठी उपलब्ध करून देतो. प्रीमियम खात्यासह सायन्स एक्सच्या ध्येयाला पाठिंबा देण्याचा विचार करा.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-०५-२०२४