Grafiti me cilësi të lartë ka forcë të shkëlqyer mekanike, stabilitet termik, fleksibilitet të lartë dhe përçueshmëri shumë të lartë termike dhe elektrike në plan, duke e bërë atë një nga materialet më të rëndësishme të përparuara për shumë aplikime të tilla si përçuesit fototermalë të përdorur si bateri në telefona. Për shembull, një lloj i veçantë grafiti, grafiti pirolitik me renditje të lartë (HOPG), është një nga më të përdorurit në laboratorë. Materiali. Këto veti të shkëlqyera janë për shkak të strukturës së shtresuar të grafitit, ku lidhjet e forta kovalente midis atomeve të karbonit në shtresat e grafenit kontribuojnë në veti të shkëlqyera mekanike, përçueshmëri termike dhe elektrike, ndërsa shumë pak ndërveprim midis shtresave të grafenit. Veprimi rezulton në një shkallë të lartë fleksibiliteti. grafit. Megjithëse grafiti është zbuluar në natyrë për më shumë se 1000 vjet dhe sinteza e tij artificiale është studiuar për më shumë se 100 vjet, cilësia e mostrave të grafitit, si natyrale ashtu edhe sintetike, është larg nga ideale. Për shembull, madhësia e domeneve më të mëdha të grafitit të kristalit të vetëm në materialet e grafitit është zakonisht më pak se 1 mm, gjë që është në kontrast të fortë me madhësinë e shumë kristaleve të tilla si kristalet e vetme të kuarcit dhe kristalet e vetme të silikonit. Madhësia mund të arrijë shkallën e një metri. Madhësia shumë e vogël e grafitit me një kristal është për shkak të bashkëveprimit të dobët midis shtresave të grafitit, dhe rrafshësia e shtresës së grafenit është e vështirë për t'u ruajtur gjatë rritjes, kështu që grafiti thyhet lehtësisht në disa kufij kokërrzash me një kristal të vetëm në çrregullsi. Për të zgjidhur këtë problem kyç, Profesor Emeritus i Institutit Kombëtar të Shkencës dhe Teknologjisë Ulsan (UNIST) dhe bashkëpunëtorët e tij Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge i Universitetit të Pekinit dhe të tjerë kanë propozuar një strategji për sintetizimin e filmit të hollë kristalor të grafitit me madhësi të rendit të inçit, deri në shkallën e inçit. Metoda e tyre përdor një fletë metalike nikeli me një kristal të vetëm si substrat, dhe atomet e karbonit ushqehen nga pjesa e prapme e fletës së nikelit përmes një "procesi izotermik të tretjes-difuzionit-depozitimit". Në vend që të përdorin një burim kartoni të gaztë, ata zgjodhën një material të ngurtë karboni për të lehtësuar rritjen e grafitit. Kjo strategji e re bën të mundur prodhimin e filmave grafit me një kristal të vetëm me një trashësi prej rreth 1 inç dhe 35 mikronë, ose më shumë se 100,000 shtresa grafeni në pak ditë. Krahasuar me të gjitha mostrat e grafitit në dispozicion, grafiti me një kristal të vetëm ka një përçueshmëri termike prej ~2880 W m-1K-1, një përmbajtje të parëndësishme të papastërtive dhe një distancë minimale midis shtresave. (1) Sinteza e suksesshme e filmave të nikelit me një kristal të vetëm me madhësi të madhe si substrate ultra të sheshta shmang çrregullimin e grafitit sintetik; (2) 100,000 shtresa grafeni rriten në mënyrë izotermike në rreth 100 orë, në mënyrë që çdo shtresë grafeni të sintetizohet në të njëjtin mjedis kimik dhe temperaturë, gjë që siguron cilësinë uniforme të grafitit; (3) Furnizimi i vazhdueshëm i karbonit përmes anës së pasme të fletës së nikelit lejon që shtresat e grafenit të rriten vazhdimisht me një shpejtësi shumë të lartë, afërsisht një shtresë çdo pesë sekonda.
Koha e postimit: 09 nëntor 2022