It-tkessiħ tal-elettronika qawwija fl-aħħar smartphones jista' jkun sfida kbira. Riċerkaturi fl-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija King Abdullah żviluppaw metodu veloċi u effiċjenti għall-ħolqien ta' materjali tal-karbonju ideali biex ixerrdu s-sħana minn apparati elettroniċi. Dan il-materjal versatili jista' jsib applikazzjonijiet oħra, minn sensuri tal-gass għal pannelli solari.
Ħafna apparati elettroniċi jużaw films tal-grafita biex jikkonduċu u jxerrdu s-sħana ġġenerata mill-komponenti elettroniċi. Għalkemm il-grafita hija forma naturali ta’ karbonju, il-ġestjoni termali fl-elettronika hija applikazzjoni impenjattiva u ħafna drabi tiddependi fuq l-użu ta’ films tal-grafita ta’ kwalità għolja ħoxnin daqs mikron. “Madankollu, il-metodu biex isiru dawn il-films tal-grafita bl-użu ta’ polimeri bħala materja prima huwa kumpless u juża ħafna enerġija,” jispjega Gitanjali Deokar, postdoc fil-laboratorju ta’ Pedro Costa li mexxa x-xogħol. Il-films isiru permezz ta’ proċess b’ħafna stadji li jeħtieġ temperaturi sa 3,200 grad Celsius u ma jistax jipproduċi films irqaq minn ftit mikron.
Deokar, Costa u l-kollegi tagħhom żviluppaw metodu veloċi u effiċjenti fl-enerġija biex jagħmlu folji tal-grafita ta’ madwar 100 nanometru ħxuna. It-tim uża teknika msejħa depożizzjoni kimika tal-fwar (CVD) biex ikabbar films tal-grafita (NGFs) ta’ ħxuna nanometrika fuq fojl tan-nikil, fejn in-nikil jikkatalizza l-konverżjoni tal-metanu sħun f’grafita fuq il-wiċċ tiegħu. “Ksibna NGF f’pass ta’ tkabbir CVD ta’ 5 minuti biss f’temperatura ta’ reazzjoni ta’ 900 grad Celsius,” qal Deokar.
L-NGF jista' jikber f'folji sa 55 ċm2 fiż-żona u jikber fuq iż-żewġ naħat tal-fojl. Jista' jitneħħa u jiġi trasferit għal uċuħ oħra mingħajr il-ħtieġa ta' saff ta' appoġġ tal-polimeru, li huwa rekwiżit komuni meta wieħed jaħdem ma' films tal-grafene b'saff wieħed.
It-tim, flimkien mal-espert tal-mikroskopija elettronika Alessandro Genovese, kiseb immaġini ta’ mikroskopija elettronika ta’ trasmissjoni (TEM) ta’ sezzjonijiet trasversali ta’ NGF fuq in-nikil. “L-osservazzjoni tal-interfaċċja bejn il-films tal-grafita u l-fojl tan-nikil hija kisba bla preċedent u se tipprovdi għarfien addizzjonali dwar il-mekkaniżmu tat-tkabbir ta’ dawn il-films,” qal Costa.
Il-ħxuna tal-NGF taqa’ bejn il-films tal-grafita ħoxnin daqs mikron disponibbli kummerċjalment u l-grafene b’saff wieħed. “L-NGF jikkomplementa l-grafene u l-folji tal-grafita industrijali, u jżid mal-armament ta’ films tal-karbonju f’saffi,” qal Costa. Pereżempju, minħabba l-flessibbiltà tiegħu, l-NGF jista’ jintuża għall-ġestjoni termali f’telefowns ċellulari flessibbli li issa qed jibdew jidhru fis-suq. “Meta mqabbel mal-films tal-grafene, l-integrazzjoni tal-NGF se tkun irħas u aktar stabbli,” żied jgħid.
Madankollu, l-NGF għandu ħafna użi lil hinn mid-dissipazzjoni tas-sħana. Karatteristika interessanti enfasizzata fl-immaġini TEM hija li xi partijiet tal-NGF huma ħoxnin biss ftit saffi ta’ karbonju. “B’mod notevoli, il-preżenza ta’ saffi multipli ta’ dominji tal-grafina tiżgura grad suffiċjenti ta’ trasparenza tad-dawl viżibbli fil-film kollu,” qal Deoka. It-tim tar-riċerka ipoteżizza li l-NGF konduttiv u trasluċidu jista’ jintuża bħala komponent taċ-ċelloli solari jew bħala materjal sensittiv għall-iskoperta tal-gass tad-dijossidu tan-nitroġenu. “Nippjanaw li nintegraw l-NGF f’apparati sabiex ikun jista’ jaġixxi bħala materjal attiv multifunzjonali,” qal Costa.
Aktar tagħrif: Gitanjali Deokar et al., Tkabbir rapidu ta' films tal-grafita ħoxnin nanometri fuq fojl tan-nikil fuq skala ta' wejfer u l-analiżi strutturali tagħhom, Nanoteknoloġija (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Jekk tiltaqa' ma' xi żball tipografiku, ineżattezza, jew tixtieq tissottometti talba biex teditja l-kontenut f'din il-paġna, jekk jogħġbok uża din il-formola. Għal mistoqsijiet ġenerali, jekk jogħġbok uża l-formola ta' kuntatt tagħna. Għal feedback ġenerali, uża t-taqsima tal-kummenti pubbliċi hawn taħt (segwi l-istruzzjonijiet).
L-opinjoni tiegħek hija importanti għalina. Madankollu, minħabba l-volum għoli ta' messaġġi, ma nistgħux niggarantixxu tweġiba personalizzata.
L-indirizz elettroniku tiegħek jintuża biss biex jinfurma lir-riċevituri min bagħat l-email. La l-indirizz tiegħek u lanqas l-indirizz tar-riċevitur ma jintużaw għal xi skop ieħor. L-informazzjoni li ddaħħal tidher fl-email tiegħek u mhux se tinħażen minn Phys.org f'xi forma.
Irċievi aġġornamenti ta' kull ġimgħa u/jew kuljum fl-inbox tiegħek. Tista' tneħħi l-abbonament tiegħek f'kull ħin u qatt mhu se naqsmu d-dettalji tiegħek ma' partijiet terzi.
Nagħmlu l-kontenut tagħna aċċessibbli għal kulħadd. Ikkunsidra li tappoġġja l-missjoni ta' Science X b'kont premium.
Ħin tal-posta: 05 ta' Settembru 2024