A grafite de alta qualidade possui excelente resistência mecânica, estabilidade térmica, alta flexibilidade e condutividade térmica e elétrica muito alta no plano, tornando-a um dos materiais avançados mais importantes para muitas aplicações, como condutores fototérmicos usados como baterias nos telefones. Por exemplo, um tipo especial de grafite, grafite pirolítica altamente ordenada (HOPG), é um dos mais comumente utilizados em laboratórios. Material. Essas excelentes propriedades são devidas à estrutura em camadas da grafite, onde fortes ligações covalentes entre os átomos de carbono nas camadas de grafeno contribuem para excelentes propriedades mecânicas, condutividade térmica e elétrica, enquanto muito pouca interação entre as camadas de grafeno. A ação resulta em um alto grau de flexibilidade. grafite. Embora a grafite tenha sido descoberta na natureza há mais de 1000 anos e sua síntese artificial tenha sido estudada há mais de 100 anos, a qualidade das amostras de grafite, natural e sintética, está longe de ser ideal. Por exemplo, o tamanho dos maiores domínios de grafite de cristal único em materiais de grafite é tipicamente menor que 1 mm, o que contrasta fortemente com o tamanho de muitos cristais, como cristais únicos de quartzo e cristais únicos de silício. O tamanho pode atingir a escala de um medidor. O tamanho muito pequeno da grafite de cristal único é devido à fraca interação entre as camadas de grafite, e a planicidade da camada de grafeno é difícil de manter durante o crescimento, de modo que a grafite é facilmente dividida em vários limites de grão de cristal único em desordem. . Para resolver esse problema chave, o professor emérito do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) e seus colaboradores Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge da Universidade de Pequim e outros propuseram uma estratégia para sintetizar cristais únicos de grafite de ordem de magnitude. filme, até a escala de polegada. O método deles usa uma folha de níquel de cristal único como substrato, e os átomos de carbono são alimentados da parte de trás da folha de níquel através de um "processo isotérmico de dissolução-difusão-deposição". Em vez de usar uma fonte de papelão gasosa, eles optaram por um material de carbono sólido para facilitar o crescimento de grafite. Essa nova estratégia possibilita produzir filmes de grafite de cristal único com uma espessura de cerca de 1 polegada e 35 mícrons, ou mais de 100.000 camadas de grafeno em alguns dias. Comparado a todas as amostras de grafite disponíveis, a grafite de cristal único possui uma condutividade térmica de ~ 2880 W M-1K-1, um conteúdo insignificante de impurezas e uma distância mínima entre as camadas. (1) síntese bem-sucedida de filmes de níquel de cristal único de tamanho grande, pois os substratos ultra-flat evitam desordem de grafite sintética; (2) 100.000 camadas de grafeno são cultivadas isotérmicas em cerca de 100 horas, para que cada camada de grafeno seja sintetizada no mesmo ambiente e temperatura química, o que garante a qualidade uniforme da grafite; (3) O suprimento contínuo de carbono através do verso da folha de níquel permite que as camadas de grafeno cresçam continuamente a uma taxa muito alta, aproximadamente uma camada a cada cinco segundos ”.
Hora de postagem: Nov-09-2022