Răcirea componentelor electronice puternice din cele mai noi smartphone-uri poate fi o provocare majoră. Cercetătorii de la Universitatea de Știință și Tehnologie Regele Abdullah au dezvoltat o metodă rapidă și eficientă pentru crearea de materiale din carbon ideale pentru disiparea căldurii de la dispozitivele electronice. Acest material versatil își poate găsi și alte aplicații, de la senzori de gaz la panouri solare.
Multe dispozitive electronice utilizează pelicule de grafit pentru a conduce și disipa căldura generată de componentele electronice. Deși grafitul este o formă naturală de carbon, managementul termic în electronică este o aplicație solicitantă și depinde adesea de utilizarea unor pelicule de grafit de înaltă calitate, cu grosimea de câțiva microni. „Cu toate acestea, metoda de fabricare a acestor pelicule de grafit folosind polimeri ca materii prime este complexă și consumatoare de energie”, explică Gitanjali Deokar, un postdoctorand în laboratorul lui Pedro Costa, care a condus lucrarea. Peliculele sunt realizate printr-un proces în mai mulți pași care necesită temperaturi de până la 3.200 de grade Celsius și nu poate produce pelicule mai subțiri de câțiva microni.
Deokar, Costa și colegii lor au dezvoltat o metodă rapidă și eficientă din punct de vedere energetic pentru realizarea de foi de grafit cu grosimea de aproximativ 100 de nanometri. Echipa a folosit o tehnică numită depunere chimică în fază de vapori (CVD) pentru a crește pelicule de grafit (NGF) cu grosimea nanometrică pe folie de nichel, unde nichelul catalizează conversia metanului fierbinte în grafit pe suprafața sa. „Am obținut NGF într-o etapă de creștere CVD de doar 5 minute la o temperatură de reacție de 900 de grade Celsius”, a spus Deokar.
NGF-ul poate crește în foi cu o suprafață de până la 55 cm2 și poate crește pe ambele părți ale foliei. Poate fi îndepărtat și transferat pe alte suprafețe fără a fi nevoie de un strat suport polimeric, ceea ce este o cerință obișnuită atunci când se lucrează cu pelicule de grafen cu un singur strat.
Lucrând cu expertul în microscopie electronică Alessandro Genovese, echipa a obținut imagini prin microscopie electronică de transmisie (TEM) ale secțiunilor transversale ale NGF pe nichel. „Observarea interfeței dintre peliculele de grafit și folia de nichel este o realizare fără precedent și va oferi informații suplimentare despre mecanismul de creștere al acestor pelicule”, a spus Costa.
Grosimea NGF se situează între peliculele de grafit disponibile comercial, cu grosime de microni, și grafenul cu un singur strat. „NGF completează grafenul și foile de grafit industriale, adăugând la arsenalul de pelicule de carbon stratificate”, a spus Costa. De exemplu, datorită flexibilității sale, NGF poate fi utilizat pentru managementul termic în telefoanele mobile flexibile care încep acum să apară pe piață. „Comparativ cu peliculele de grafen, integrarea NGF va fi mai ieftină și mai stabilă”, a adăugat el.
Cu toate acestea, NGF are multe utilizări dincolo de disiparea căldurii. O caracteristică interesantă evidențiată în imaginile TEM este că unele părți ale NGF au doar câteva straturi de carbon grosime. „În mod remarcabil, prezența mai multor straturi de domenii de grafen asigură un grad suficient de transparență a luminii vizibile pe tot parcursul peliculei”, a spus Deoka. Echipa de cercetare a emis ipoteza că NGF-ul conductiv, translucid, ar putea fi utilizat ca o componentă a celulelor solare sau ca material senzorial pentru detectarea dioxidului de azot gazos. „Intenționăm să integrăm NGF în dispozitive, astfel încât să poată acționa ca un material activ multifuncțional”, a spus Costa.
Informații suplimentare: Gitanjali Deokar și colab., Creșterea rapidă a peliculelor de grafit cu grosimea nanometrică pe folie de nichel la scară de plachetă și analiza structurală a acestora, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, o inexactitate sau doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular. Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact. Pentru feedback general, utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (urmați instrucțiunile).
Părerea ta este importantă pentru noi. Cu toate acestea, din cauza volumului mare de mesaje, nu putem garanta un răspuns personalizat.
Adresa ta de e-mail este utilizată doar pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul. Nici adresa ta, nici adresa destinatarului nu vor fi utilizate în niciun alt scop. Informațiile pe care le introduci vor apărea în e-mailul tău și nu vor fi stocate de Phys.org sub nicio formă.
Primește actualizări săptămânale și/sau zilnice în căsuța ta poștală. Te poți dezabona oricând și nu vom partaja niciodată datele tale cu terțe părți.
Facem conținutul nostru accesibil tuturor. Luați în considerare susținerea misiunii Science X cu un cont premium.
Data publicării: 05 septembrie 2024