Grafite de alta qualidade possui excelente resistência mecânica, estabilidade térmica, alta flexibilidade e altíssima condutividade térmica e elétrica no plano, tornando-se um dos materiais avançados mais importantes para diversas aplicações, como condutores fototérmicos usados como baterias em telefones. Por exemplo, um tipo especial de grafite, a grafite pirolítica altamente ordenada (HOPG), é um dos mais comumente usados em laboratórios. Material. Essas excelentes propriedades se devem 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 há muito pouca interação entre as camadas de grafeno. Essa ação resulta em um alto grau de flexibilidade. grafite. Embora a grafite tenha sido descoberta na natureza há mais de 1.000 anos e sua síntese artificial tenha sido estudada por mais de 100 anos, a qualidade das amostras de grafite, tanto naturais quanto sintéticas, está longe do 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 metro. O tamanho muito pequeno do grafite de cristal único é devido à fraca interação entre as camadas de grafite, e a planura da camada de grafeno é difícil de manter durante o crescimento, então o grafite é facilmente quebrado em vários contornos de grãos de cristal único em desordem. Para resolver este problema fundamental, 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 finos de ordem de grandeza. filme, até a escala de polegadas. O método deles usa uma folha de níquel monocristalino como substrato, e átomos de carbono são alimentados a partir da parte de trás da folha de níquel por meio de um "processo isotérmico de dissolução-difusão-deposição". Em vez de usar uma fonte gasosa de papelão, eles optaram por um material de carbono sólido para facilitar o crescimento do grafite. Essa nova estratégia torna possível produzir filmes de grafite monocristalino com espessura de cerca de 1 polegada e 35 mícrons, ou mais de 100.000 camadas de grafeno em poucos dias. Comparado a todas as amostras de grafite disponíveis, o grafite monocristalino tem uma condutividade térmica de ~2880 W m-1K-1, um teor insignificante de impurezas e uma distância mínima entre camadas. (1) A síntese bem-sucedida de filmes de níquel monocristalino de grande tamanho como substratos ultraplanos evita a desordem do grafite sintético; (2) 100.000 camadas de grafeno são cultivadas isotermicamente em cerca de 100 horas, de modo que cada camada de grafeno é sintetizada no mesmo ambiente químico e temperatura, o que garante a qualidade uniforme do grafite; (3) O fornecimento 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”,
Horário da postagem: 09/11/2022