Висококвалитетни графит има одличну механичку чврстоћу, термичку стабилност, високу флексибилност и веома високу топлотну и електричну проводљивост у равни, што га чини једним од најважнијих напредних материјала за многе примене као што су фототермални проводници који се користе као батерије у телефонима. На пример, посебна врста графита, високо уређени пиролитички графит (HOPG), један је од најчешће коришћених у лабораторијама. Материјал. Ова одлична својства су последица слојевите структуре графита, где јаке ковалентне везе између атома угљеника у слојевима графена доприносе одличним механичким својствима, топлотној и електричној проводљивости, док је интеракција између слојева графена веома мала. Деловање резултира високим степеном флексибилности. графит. Иако је графит откривен у природи више од 1000 година, а његова вештачка синтеза се проучава више од 100 година, квалитет узорака графита, како природних тако и синтетичких, далеко је од идеалног. На пример, величина највећих монокристалних графитних домена у графитним материјалима је типично мања од 1 мм, што је у оштрој супротности са величином многих кристала као што су кварцни монокристали и силицијумски монокристали. Величина може достићи скалу метра. Веома мала величина монокристалног графита је последица слабе интеракције између слојева графита, а равност слоја графена је тешко одржати током раста, па се графит лако разбија на неколико монокристалних зрна у нереду. Да би решили овај кључни проблем, професор емеритус Националног института за науку и технологију Улсан (UNIST) и његови сарадници проф. Лиу Каихуи, проф. Ванг Енге са Универзитета у Пекингу и други предложили су стратегију за синтезу танког филма монокристалног графита реда величине, све до инчних размера. Њихова метода користи монокристалну никлову фолију као подлогу, а атоми угљеника се доводе са задње стране никлове фолије кроз „изотермни процес растварања-дифузије-таложења“. Уместо да користе гасовит извор картона, одлучили су се за чврсти угљенични материјал како би олакшали раст графита. Ова нова стратегија омогућава производњу монокристалних графитних филмова дебљине око 1 инча и 35 микрона, или више од 100.000 слојева графена за неколико дана. У поређењу са свим доступним узорцима графита, монокристални графит има топлотну проводљивост од ~2880 W m-1K-1, незнатан садржај нечистоћа и минимално растојање између слојева. (1) Успешна синтеза монокристалних никл филмова велике величине као ултра-равних подлога избегава неуређеност синтетичког графита; (2) 100.000 слојева графена се изотермно узгаја за око 100 сати, тако да се сваки слој графена синтетише у истом хемијском окружењу и температури, што обезбеђује уједначен квалитет графита; (3) Континуирано снабдевање угљеником кроз полеђину никл фолије омогућава слојевима графена да континуирано расту веома великом брзином, приближно један слој сваких пет секунди.
Време објаве: 09. новембар 2022.