Grafitul de înaltă calitate are o rezistență mecanică excelentă, stabilitate termică, flexibilitate ridicată și conductivitate termică și electrică în plan foarte mare, ceea ce îl face unul dintre cele mai importante materiale avansate pentru multe aplicații, cum ar fi conductoarele fototermale utilizate ca baterii în telefoane. De exemplu, un tip special de grafit, grafit pirolitic extrem de ordonat (HOPG), este unul dintre cele mai frecvent utilizate în laboratoare. Material. Aceste proprietăți excelente se datorează structurii stratificate a grafitului, unde legăturile covalente puternice între atomii de carbon din straturile de grafen contribuie la proprietăți mecanice excelente, conductivitate termică și electrică, în timp ce o interacțiune foarte mică între straturile de grafen. Acțiunea are ca rezultat un grad ridicat de flexibilitate. grafit. Deși grafitul a fost descoperit în natură de mai bine de 1000 de ani, iar sinteza sa artificială a fost studiată de mai bine de 100 de ani, calitatea probelor de grafit, atât naturale, cât și sintetice, este departe de ideală. De exemplu, dimensiunea celor mai mari domenii de grafit cu un singur cristal din materialele de grafit este de obicei mai mică de 1 mm, ceea ce este în contrast puternic cu dimensiunea multor cristale, cum ar fi cristale unice de cuarț și cristale unice de siliciu. Mărimea poate ajunge la scara unui metru. Dimensiunea foarte mică a grafitului cu un singur cristal se datorează interacțiunii slabe dintre straturile de grafit, iar planeitatea stratului de grafen este dificil de întreținut în timpul creșterii, astfel încât grafitul este ușor rupt în mai multe granițe cu un singur cristal în tulburare. . Pentru a rezolva această problemă-cheie, profesorul emerit al Institutului Național de Știință și Tehnologie Ulsan (UNIST) și colaboratorii săi prof. Liu Kaihui, prof. Wang Enge de la Universitatea Peking, iar alții au propus o strategie pentru sintetizarea unor cristale unice subțire a ordinii de magnitudine. Film, în jos la scara de centimetru. Metoda lor folosește o folie de nichel cu un singur cristal ca substrat, iar atomii de carbon sunt alimentează din spatele foliei de nichel printr-un „proces izoterm de dizolvare-difuzie-depunere”. În loc să folosească o sursă gazoasă de carton, au optat pentru un material de carbon solid pentru a facilita creșterea grafitului. Această nouă strategie face posibilă producerea de filme de grafit cu un singur cristal cu o grosime de aproximativ 1 inch și 35 de microni, sau mai mult de 100.000 de straturi de grafen în câteva zile. În comparație cu toate probele de grafit disponibile, grafitul cu un singur cristal are o conductivitate termică de ~ 2880 W M-1K-1, un conținut nesemnificativ de impurități și o distanță minimă între straturi. (1) sinteza de succes a filmelor de nichel cu un singur cristal de dimensiuni mari, deoarece substraturile ultra-flat evită dezordinea grafitului sintetic; (2) 100.000 de straturi de grafen sunt cultivate izotermal în aproximativ 100 de ore, astfel încât fiecare strat de grafen este sintetizat în același mediu chimic și temperatură, ceea ce asigură calitatea uniformă a grafitului; (3) Alimentarea continuă de carbon prin partea inversă a foliei de nichel permite straturilor de grafen să crească continuu la un ritm foarte mare, aproximativ un strat la fiecare cinci secunde, ”
Timpul post: 09-2022 nov