Kupoza vifaa vya elektroniki vya nguvu katika simu mahiri za hivi punde kunaweza kuwa changamoto kubwa. Watafiti katika Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha King Abdullah wameunda mbinu ya haraka na bora ya kuunda nyenzo za kaboni bora kwa kusambaza joto kutoka kwa vifaa vya elektroniki. Nyenzo hii yenye matumizi mengi inaweza kupata programu zingine, kutoka kwa vitambuzi vya gesi hadi paneli za jua.
Vifaa vingi vya elektroniki hutumia filamu za grafiti ili kuendesha na kusambaza joto linalotokana na vipengele vya elektroniki. Ingawa grafiti ni aina ya asili ya kaboni, usimamizi wa joto katika vifaa vya elektroniki ni maombi ya lazima na mara nyingi hutegemea utumizi wa filamu za ubora wa juu za grafiti zenye unene wa mikroni. "Walakini, njia ya kutengeneza filamu hizi za grafiti kwa kutumia polima kama malighafi ni ngumu na inahitaji nishati," anaelezea Gitanjali Deokar, mwandishi wa posta katika maabara ya Pedro Costa ambaye aliongoza kazi hiyo. Filamu hizo zinatengenezwa kwa mchakato wa hatua nyingi unaohitaji halijoto ya hadi nyuzi joto 3,200 na haziwezi kutoa filamu nyembamba kuliko mikroni chache.
Deokar, Costa na wenzao wamebuni mbinu ya haraka na isiyo na nishati ya kutengeneza karatasi za grafiti zenye unene wa nanomita 100 hivi. Timu ilitumia mbinu inayoitwa uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD) kukuza filamu za grafiti zenye unene wa nanometer (NGFs) kwenye karatasi ya nikeli, ambapo nikeli huchochea ubadilishaji wa methane moto kuwa grafiti kwenye uso wake. "Tulifanikisha NGF katika hatua ya ukuaji wa CVD ya dakika 5 tu katika hali ya joto ya nyuzi 900," Deokar alisema.
NGF inaweza kukua katika karatasi hadi 55 cm2 katika eneo na kukua pande zote za foil. Inaweza kuondolewa na kuhamishiwa kwenye nyuso nyingine bila ya haja ya safu ya usaidizi wa polymer, ambayo ni mahitaji ya kawaida wakati wa kufanya kazi na filamu za graphene za safu moja.
Ikifanya kazi na mtaalamu wa hadubini ya elektroni Alessandro Genovese, timu ilipata picha za hadubini ya elektroni (TEM) za sehemu mtambuka za NGF kwenye nikeli. "Kuchunguza kiolesura kati ya filamu za grafiti na karatasi ya nikeli ni mafanikio ambayo hayajawahi kushuhudiwa na kutatoa maarifa ya ziada kuhusu utaratibu wa ukuaji wa filamu hizi," Costa alisema.
Unene wa NGF ni kati ya filamu za grafiti zenye unene wa mikroni na graphene ya safu moja. "NGF inakamilisha graphene na karatasi za grafiti za viwandani, na kuongeza kwenye safu ya filamu za kaboni," Costa alisema. Kwa mfano, kutokana na kubadilika kwake, NGF inaweza kutumika kwa ajili ya usimamizi wa joto katika simu za mkononi zinazobadilika ambazo sasa zinaanza kuonekana kwenye soko. "Ikilinganishwa na filamu za graphene, ushirikiano wa NGF utakuwa wa bei nafuu na imara zaidi," aliongeza.
Walakini, NGF ina matumizi mengi zaidi ya utaftaji wa joto. Kipengele cha kuvutia kilichoangaziwa katika picha za TEM ni kwamba baadhi ya sehemu za NGF ni tabaka chache tu za unene wa kaboni. "Kwa kushangaza, uwepo wa tabaka nyingi za vikoa vya graphene huhakikisha kiwango cha kutosha cha uwazi wa mwanga unaoonekana katika filamu," Deoka alisema. Timu ya watafiti ilikisia kuwa NGF inayopitisha mwanga, inayopitisha mwanga inaweza kutumika kama sehemu ya seli za jua au kama nyenzo ya kutambua gesi ya dioksidi ya nitrojeni. "Tunapanga kujumuisha NGF kwenye vifaa ili iweze kufanya kazi kama nyenzo inayofanya kazi nyingi," Costa alisema.
Maelezo zaidi: Gitanjali Deokar et al., Ukuaji wa haraka wa filamu za grafiti zenye unene wa nanometa kwenye karatasi ya nikeli ya kiwango cha kaki na uchanganuzi wao wa muundo, Nanoteknolojia (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Ukikumbana na kosa la kuandika, kutokuwa sahihi au ungependa kuwasilisha ombi la kuhariri maudhui kwenye ukurasa huu, tafadhali tumia fomu hii. Kwa maswali ya jumla, tafadhali tumia fomu yetu ya mawasiliano. Kwa maoni ya jumla, tumia sehemu ya maoni ya umma hapa chini (fuata maagizo).
Maoni yako ni muhimu kwetu. Hata hivyo, kutokana na wingi wa ujumbe, hatuwezi kukuhakikishia jibu la kibinafsi.
Anwani yako ya barua pepe inatumiwa tu kuwaambia wapokeaji waliotuma barua pepe. Anwani yako wala anwani ya mpokeaji haitatumika kwa madhumuni mengine yoyote. Taarifa utakazoingiza zitaonekana katika barua pepe yako na hazitahifadhiwa na Phys.org kwa namna yoyote.
Pokea masasisho ya kila wiki na/au ya kila siku katika kikasha chako. Unaweza kujiondoa wakati wowote na hatutawahi kushiriki maelezo yako na wahusika wengine.
Tunafanya maudhui yetu kupatikana kwa kila mtu. Fikiria kuunga mkono dhamira ya Science X kwa kutumia akaunti inayolipiwa.
Muda wa kutuma: Sep-05-2024