Głównym wyzwaniem może być chłodzenie potężnej elektroniki w najnowszych smartfonach. Naukowcy z King Abdullah University of Science and Technology opracowali szybką i wydajną metodę tworzenia materiałów węglowych idealnych do rozpraszania ciepła z urządzeń elektronicznych. Ten wszechstronny materiał może znaleźć inne zastosowania, od czujników gazu po panele słoneczne.
Wiele urządzeń elektronicznych używa filmów grafitowych do prowadzenia i rozpraszania ciepła generowanego przez komponenty elektroniczne. Chociaż grafit jest naturalną formą węgla, zarządzanie termicznie w elektronice jest wymagającym zastosowaniem i często zależy od zastosowania wysokiej jakości folii grafitowych o grubości mikronów. „Jednak metoda tworzenia tych filmów grafitowych przy użyciu polimerów jako surowców jest złożona i energooszczędna”, wyjaśnia Gitanjali Deokar, postdoc w laboratorium Pedro Costa, który prowadził pracę. Filmy są wytwarzane poprzez wieloetapowy proces, który wymaga temperatur do 3200 stopni Celsjusza i nie mogą wytwarzać cieńszych warstw niż kilka mikronów.
Deokar, Costa i ich współpracownicy opracowali szybką i energooszczędną metodę tworzenia arkuszy grafitowych o grubości około 100 nanometrów. Zespół zastosował technikę zwaną chemicznym osadzaniem pary (CVD) do wyhodowania filmów grafitowych nanometru (NGF) na folii niklu, gdzie nikiel katalizuje konwersję gorącego metanu na grafit na jego powierzchni. „Osiągnęliśmy NGF w zaledwie 5-minutowym etapie wzrostu CVD w temperaturze reakcji 900 stopni Celsjusza”, powiedział Deokar.
NGF może rosnąć w arkusze do 55 cm2 w obszarze i rosnąć po obu stronach folii. Można go usunąć i przenieść na inne powierzchnie bez potrzeby warstwy wspornika polimeru, co jest powszechnym wymogiem podczas pracy z filmami grafenowymi.
Współpracując z ekspertem od mikroskopii elektronowej Alessandro Genovese, zespół uzyskał obrazy mikroskopii elektronowej transmisyjnej (TEM) przekrojów NGF na niklu. „Obserwacja interfejsu między filmami grafitowymi a folią niklu jest niespotykanym osiągnięciem i zapewni dodatkowy wgląd w mechanizm wzrostu tych filmów”, powiedział Costa.
Grubość NGF spada między dostępnymi w handlu filmami grafitowymi mikronowo-grubymi a grafenem jednowarstwowym. „NGF uzupełnia grafen i przemysłowe arkusze grafitowe, dodając do arsenału warstwowych filmów węglowych” - powiedział Costa. Na przykład ze względu na swoją elastyczność NGF może być używany do zarządzania termicznego w elastycznych telefonach komórkowych, które teraz zaczynają pojawiać się na rynku. „W porównaniu z filmami grafenowymi integracja NGF będzie tańsza i bardziej stabilna” - dodał.
Jednak NGF ma wiele zastosowań poza rozpraszaniem ciepła. Interesującą funkcją podkreśloną na obrazach TEM jest to, że niektóre części NGF mają tylko kilka warstw grubości węglowej. „Co ciekawe, obecność wielu warstw domen grafenowych zapewnia wystarczający stopień widzialnej przezroczystości światła w całym filmie”, powiedział Deoka. Zespół badawczy postawił hipotezę, że przewodzący, półprzezroczysty NGF może być stosowany jako składnik ogniw słonecznych lub jako materiał wykrywający do wykrywania gazu dwutlenku azotu. „Planujemy zintegrować NGF z urządzeniami, aby mógł działać jako wielofunkcyjny materiał aktywny”, powiedział Costa.
Dalsze informacje: Gitanjali Deokar i in., Szybki wzrost nanometrowych filmów grafitowych na folii niklu i ich analiza strukturalna, Nanotechnology (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Jeśli napotkasz literówkę, niedokładność lub chcesz złożyć wniosek o edycję treści na tej stronie, skorzystaj z tego formularza. W przypadku ogólnych pytań skorzystaj z naszego formularza kontaktowego. Aby uzyskać ogólną informację zwrotną, użyj sekcji publicznych komentarzy poniżej (postępuj zgodnie z instrukcjami).
Twoja opinia jest dla nas ważna. Jednak ze względu na dużą liczbę wiadomości nie możemy zagwarantować spersonalizowanej odpowiedzi.
Twój adres e -mail jest używany tylko do informowania odbiorców, którzy wysłali wiadomość e -mail. Ani Twój adres, ani adres odbiorcy nie będą używane do jakiegokolwiek innego celu. Informacje, które wprowadzasz, pojawią się w twoim e -mailu i nie będą przechowywane przez phys.org w żadnym formularzu.
Otrzymuj co tydzień i/lub codzienne aktualizacje w swojej skrzynce odbiorczej. Możesz zrezygnować z subskrypcji w dowolnym momencie i nigdy nie podzielimy Twoich danych stronom trzecim.
Udostępniamy nasze treści dla wszystkich. Rozważ wspieranie misji Science X za pomocą konta premium.
Czas po: 05-2024 września