Grafit berkualiti tinggi mempunyai kekuatan mekanikal yang sangat baik, kestabilan terma, fleksibiliti yang tinggi dan kekonduksian terma dan elektrik dalam satah yang sangat tinggi, menjadikannya salah satu bahan termaju yang paling penting untuk banyak aplikasi seperti konduktor fototerma yang digunakan sebagai bateri dalam telefon. Contohnya, sejenis grafit khas, grafit pirolitik tertib tinggi (HOPG), adalah salah satu yang paling biasa digunakan dalam makmal. Bahan. Sifat-sifat cemerlang ini adalah disebabkan oleh struktur berlapis grafit, di mana ikatan kovalen yang kuat antara atom karbon dalam lapisan grafena menyumbang kepada sifat mekanikal, kekonduksian terma dan elektrik yang sangat baik, manakala interaksi yang sangat sedikit antara lapisan grafena. Tindakan ini menghasilkan tahap fleksibiliti yang tinggi. grafit. Walaupun grafit telah ditemui secara semula jadi selama lebih daripada 1000 tahun dan sintesis buatannya telah dikaji selama lebih daripada 100 tahun, kualiti sampel grafit, semula jadi dan sintetik, jauh daripada ideal. Contohnya, saiz domain grafit kristal tunggal terbesar dalam bahan grafit biasanya kurang daripada 1 mm, yang sangat berbeza dengan saiz banyak kristal seperti kristal tunggal kuarza dan kristal tunggal silikon. Saiznya boleh mencapai skala satu meter. Saiz grafit kristal tunggal yang sangat kecil adalah disebabkan oleh interaksi yang lemah antara lapisan grafit, dan kerataan lapisan grafen sukar dikekalkan semasa pertumbuhan, jadi grafit mudah dipecahkan kepada beberapa sempadan butiran kristal tunggal dalam keadaan tidak teratur. Untuk menyelesaikan masalah utama ini, Profesor Emeritus dari Institut Sains dan Teknologi Kebangsaan Ulsan (UNIST) dan rakan usaha samanya Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge dari Universiti Peking, dan lain-lain telah mencadangkan strategi untuk mensintesis filem kristal tunggal grafit tertib magnitud yang nipis, sehingga skala inci. Kaedah mereka menggunakan kerajang nikel kristal tunggal sebagai substrat, dan atom karbon diberi makan dari bahagian belakang kerajang nikel melalui "proses pembubaran-penyebaran-pemendapan isoterma". Daripada menggunakan sumber kadbod gas, mereka memilih bahan karbon pepejal untuk memudahkan pertumbuhan grafit. Strategi baharu ini membolehkan penghasilan filem grafit kristal tunggal dengan ketebalan kira-kira 1 inci dan 35 mikron, atau lebih daripada 100,000 lapisan grafen dalam beberapa hari. Berbanding dengan semua sampel grafit yang ada, grafit kristal tunggal mempunyai kekonduksian terma ~2880 W m-1K-1, kandungan bendasing yang tidak ketara, dan jarak minimum antara lapisan. (1) Sintesis filem nikel kristal tunggal bersaiz besar yang berjaya sebagai substrat ultra rata mengelakkan gangguan grafit sintetik; (2) 100,000 lapisan grafena ditumbuhkan secara isoterma dalam masa kira-kira 100 jam, supaya setiap lapisan grafena disintesis dalam persekitaran kimia dan suhu yang sama, yang memastikan kualiti grafit yang seragam; (3) Bekalan karbon yang berterusan melalui bahagian belakang kerajang nikel membolehkan lapisan grafena tumbuh secara berterusan pada kadar yang sangat tinggi, kira-kira satu lapisan setiap lima saat.”
Masa siaran: 9 Nov-2022