Menyejukkan elektronik berkuasa dalam telefon pintar terkini boleh menjadi cabaran besar. Penyelidik di Universiti Sains dan Teknologi King Abdullah telah membangunkan kaedah yang pantas dan cekap untuk mencipta bahan karbon yang sesuai untuk menghilangkan haba daripada peranti elektronik. Bahan serba boleh ini boleh mencari aplikasi lain, daripada penderia gas ke panel solar.
Banyak peranti elektronik menggunakan filem grafit untuk mengalirkan dan menghilangkan haba yang dihasilkan oleh komponen elektronik. Walaupun grafit adalah bentuk semula jadi karbon, pengurusan haba dalam elektronik adalah aplikasi yang mencabar dan selalunya bergantung pada penggunaan filem grafit tebal mikron berkualiti tinggi. "Bagaimanapun, kaedah membuat filem grafit ini menggunakan polimer sebagai bahan mentah adalah kompleks dan intensif tenaga," jelas Gitanjali Deokar, postdoc di makmal Pedro Costa yang mengetuai kerja itu. Filem itu dibuat melalui proses berbilang langkah yang memerlukan suhu sehingga 3,200 darjah Celsius dan tidak boleh menghasilkan filem yang lebih nipis daripada beberapa mikron.
Deokar, Costa dan rakan-rakan mereka telah membangunkan kaedah yang cepat dan cekap tenaga untuk membuat kepingan grafit kira-kira 100 nanometer tebal. Pasukan itu menggunakan teknik yang dipanggil pemendapan wap kimia (CVD) untuk mengembangkan filem grafit setebal nanometer (NGF) pada kerajang nikel, di mana nikel memangkinkan penukaran metana panas kepada grafit pada permukaannya. "Kami mencapai NGF dalam hanya 5 minit langkah pertumbuhan CVD pada suhu tindak balas 900 darjah Celsius," kata Deokar.
NGF boleh tumbuh menjadi kepingan sehingga 55 cm2 dalam kawasan dan tumbuh pada kedua-dua belah kerajang. Ia boleh dikeluarkan dan dipindahkan ke permukaan lain tanpa memerlukan lapisan sokongan polimer, yang merupakan keperluan biasa apabila bekerja dengan filem graphene satu lapisan.
Bekerjasama dengan pakar mikroskop elektron Alessandro Genovese, pasukan itu memperoleh imej mikroskop elektron penghantaran (TEM) keratan rentas NGF pada nikel. "Memerhati antara muka antara filem grafit dan kerajang nikel adalah pencapaian yang belum pernah berlaku sebelum ini dan akan memberikan pandangan tambahan tentang mekanisme pertumbuhan filem ini," kata Costa.
Ketebalan NGF terletak di antara filem grafit tebal mikron yang tersedia secara komersial dan graphene satu lapisan. "NGF melengkapkan graphene dan kepingan grafit perindustrian, menambah senjata filem karbon berlapis," kata Costa. Sebagai contoh, disebabkan fleksibilitinya, NGF boleh digunakan untuk pengurusan haba dalam telefon mudah alih fleksibel yang kini mula muncul di pasaran. "Berbanding dengan filem graphene, integrasi NGF akan menjadi lebih murah dan lebih stabil," tambahnya.
Walau bagaimanapun, NGF mempunyai banyak kegunaan di luar pelesapan haba. Ciri menarik yang diserlahkan dalam imej TEM ialah beberapa bahagian NGF hanya beberapa lapisan tebal karbon. "Hebatnya, kehadiran berbilang lapisan domain graphene memastikan tahap ketelusan cahaya kelihatan yang mencukupi sepanjang filem," kata Deoka. Pasukan penyelidik membuat hipotesis bahawa NGF konduktif, lut sinar boleh digunakan sebagai komponen sel suria atau sebagai bahan penderiaan untuk mengesan gas nitrogen dioksida. "Kami merancang untuk mengintegrasikan NGF ke dalam peranti supaya ia boleh bertindak sebagai bahan aktif pelbagai fungsi," kata Costa.
Maklumat lanjut: Gitanjali Deokar et al., Pertumbuhan pesat filem grafit setebal nanometer pada kerajang nikel berskala wafer dan analisis strukturnya, Nanoteknologi (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Jika anda mengalami kesilapan menaip, ketidaktepatan atau ingin menyerahkan permintaan untuk mengedit kandungan pada halaman ini, sila gunakan borang ini. Untuk soalan umum, sila gunakan borang hubungan kami. Untuk maklum balas umum, gunakan bahagian ulasan awam di bawah (ikut arahan).
Pendapat anda penting bagi kami. Walau bagaimanapun, disebabkan jumlah mesej yang tinggi, kami tidak dapat menjamin respons yang diperibadikan.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima yang menghantar e-mel. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam e-mel anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam sebarang bentuk.
Terima kemas kini mingguan dan/atau harian dalam peti masuk anda. Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan berkongsi butiran anda dengan pihak ketiga.
Kami menjadikan kandungan kami boleh diakses oleh semua orang. Pertimbangkan untuk menyokong misi Sains X dengan akaun premium.
Masa siaran: Sep-05-2024