Vysoko kvalitný grafit má vynikajúcu mechanickú pevnosť, tepelnú stabilitu, vysokú flexibilitu a veľmi vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť v rovine, čo z neho robí jeden z najdôležitejších pokročilých materiálov pre mnoho aplikácií, ako sú fototermálne vodiče používané ako batérie v telefónoch. Napríklad špeciálny typ grafitu, vysoko usporiadaný pyrolytický grafit (HOPG), je jedným z najbežnejšie používaných v laboratóriách. Materiál. Tieto vynikajúce vlastnosti sú spôsobené vrstvou štruktúrou grafitu, kde silné kovalentné väzby medzi atómami uhlíka v grafénových vrstvách prispievajú k vynikajúcim mechanickým vlastnostiam, tepelnej a elektrickej vodivosti, zatiaľ čo veľmi malá interakcia medzi grafénovými vrstvami. Výsledkom akcie je vysoký stupeň flexibility. grafit. Aj keď je grafit objavený v prírode už viac ako 1 000 rokov a jeho umelá syntéza sa študuje už viac ako 100 rokov, kvalita grafitských vzoriek, prírodných aj syntetických, nie je ani zďaleka ideálna. Napríklad veľkosť najväčších jednotlivých kryštálových grafitových domén v grafitových materiáloch je zvyčajne nižšia ako 1 mm, čo je v ostrom kontraste s veľkosťou mnohých kryštálov, ako sú kremenné jednovrstre a kremíkové jednodielne kryštály. Veľkosť môže dosiahnuť stupnicu metra. Veľmi malá veľkosť monokryštálového grafitu je spôsobená slabou interakciou medzi grafitovými vrstvami a rovinnosť grafénovej vrstvy sa počas rastu ťažko udržiava, takže grafit sa ľahko rozdelí na niekoľko jednosokryštálových hraníc zŕn pri poruche. . Na vyriešenie tohto kľúčového problému profesor Emeritus Národného inštitútu vedy a techniky Ulsan (UNIST) a jeho spolupracovníci Prof. Liu Kaihui, prof. Wang Enge z Pekingskej univerzity a ďalší navrhli stratégiu na syntézu tenkých kryštálov grafitov s tenkým rádiom. Film, až do stupnice palca. Ich metóda využíva ako substrát jednorazovú niklovú fóliu a atómy uhlíka sa kŕmia zo zadnej časti niklovej fólie prostredníctvom „izotermálneho procesu rozpustenia-difúzneho depozitného procesu“. Namiesto použitia plynného zdroja lepenky sa rozhodli pre tuhý uhlíkový materiál na uľahčenie rastu grafitu. Táto nová stratégia umožňuje vyrábať jednokryštálové grafitové filmy s hrúbkou asi 1 palec a 35 mikrónov alebo viac ako 100 000 grafénových vrstiev za pár dní. V porovnaní so všetkými dostupnými grafitovými vzorkami má monokryštálový grafit tepelnú vodivosť ~ 2880 W M-1K-1, zanedbateľný obsah nečistôt a minimálnu vzdialenosť medzi vrstvami. (1) Úspešná syntéza jednokryštálových niklových filmov s veľkou veľkosťou, pretože substráty ultra-flat sa vyhýbajú poruchám syntetického grafitu; (2) 100 000 vrstiev grafénu sa pestuje izotermálne za približne 100 hodín, takže každá vrstva grafénu je syntetizovaná v rovnakom chemickom prostredí a teplote, čo zaisťuje rovnomernú kvalitu grafitu; (3) Kontinuálny prívod uhlíka cez zadnú stranu niklovej fólie umožňuje vrstvám grafénu neustále rásť veľmi vysokou rýchlosťou, približne jednou vrstvou každých päť sekúnd, “
Čas príspevku: november-09-2022