Kupoeza vifaa vya elektroniki vyenye nguvu katika simu mahiri za hivi karibuni kunaweza kuwa changamoto kubwa. Watafiti katika Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha King Abdullah wameunda njia ya haraka na yenye ufanisi ya kuunda vifaa vya kaboni bora kwa ajili ya kuondoa joto kutoka kwa vifaa vya elektroniki. Nyenzo hii inayoweza kutumika kwa urahisi inaweza kupata matumizi mengine, kuanzia vitambuzi vya gesi hadi paneli za jua.
Vifaa vingi vya kielektroniki hutumia filamu za grafiti kuendesha na kusambaza joto linalotokana na vipengele vya kielektroniki. Ingawa grafiti ni aina ya asili ya kaboni, usimamizi wa joto katika vifaa vya kielektroniki ni matumizi magumu na mara nyingi hutegemea matumizi ya filamu za grafiti zenye unene wa mikroni. "Hata hivyo, njia ya kutengeneza filamu hizi za grafiti kwa kutumia polima kama malighafi ni ngumu na hutumia nishati nyingi," anaelezea Gitanjali Deokar, mwandishi wa postdoc katika maabara ya Pedro Costa ambaye aliongoza kazi hiyo. Filamu hizo zinatengenezwa kupitia mchakato wa hatua nyingi ambao unahitaji halijoto hadi nyuzi joto 3,200 Selsiasi na haziwezi kutoa filamu nyembamba kuliko mikroni chache.
Deokar, Costa na wenzao wamebuni mbinu ya haraka na inayotumia nishati kwa kutengeneza karatasi za grafiti zenye unene wa takriban nanomita 100. Timu hiyo ilitumia mbinu inayoitwa uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD) kukuza filamu za grafiti zenye unene wa nanomita (NGFs) kwenye karatasi ya nikeli, ambapo nikeli huchochea ubadilishaji wa methane moto kuwa grafiti kwenye uso wake. "Tulifikia NGF katika hatua ya ukuaji wa CVD ya dakika 5 tu kwa joto la mmenyuko la nyuzi joto 900," Deokar alisema.
NGF inaweza kukua na kuwa shuka zenye ukubwa wa hadi sentimita 55 za mraba na kukua pande zote mbili za foil. Inaweza kuondolewa na kuhamishiwa kwenye nyuso zingine bila kuhitaji safu ya usaidizi ya polima, ambayo ni sharti la kawaida wakati wa kufanya kazi na filamu za graphene zenye safu moja.
Kwa kufanya kazi na mtaalamu wa hadubini ya elektroni Alessandro Genovese, timu ilipata picha za hadubini ya elektroni ya upitishaji (TEM) za sehemu mtambuka za NGF kwenye nikeli. "Kuchunguza muunganisho kati ya filamu za grafiti na karatasi ya nikeli ni mafanikio yasiyotarajiwa na kutatoa ufahamu zaidi kuhusu utaratibu wa ukuaji wa filamu hizi," Costa alisema.
Unene wa NGF unaangukia kati ya filamu za grafiti zenye unene wa micron zinazopatikana kibiashara na grafiti yenye safu moja. "NGF inakamilisha karatasi za grafiti za grafiti za graphene na viwanda, na kuongeza safu ya filamu za kaboni zenye tabaka," Costa alisema. Kwa mfano, kutokana na unyumbufu wake, NGF inaweza kutumika kwa usimamizi wa joto katika simu za mkononi zinazonyumbulika ambazo sasa zinaanza kuonekana sokoni. "Ikilinganishwa na filamu za grafiti, ujumuishaji wa NGF utakuwa wa bei nafuu na thabiti zaidi," aliongeza.
Hata hivyo, NGF ina matumizi mengi zaidi ya utengano wa joto. Kipengele cha kuvutia kinachoangaziwa katika picha za TEM ni kwamba baadhi ya sehemu za NGF zina tabaka chache tu za unene wa kaboni. "Cha kushangaza, uwepo wa tabaka nyingi za maeneo ya graphene huhakikisha kiwango cha kutosha cha uwazi wa mwanga unaoonekana katika filamu nzima," Deoka alisema. Timu ya utafiti ilidhani kwamba NGF inayopitisha mwanga na inayopitisha mwanga inaweza kutumika kama sehemu ya seli za jua au kama nyenzo ya kuhisi kwa kugundua gesi ya nitrojeni dioksidi. "Tunapanga kuunganisha NGF katika vifaa ili iweze kufanya kazi kama nyenzo hai yenye utendaji mwingi," Costa alisema.
Taarifa zaidi: Gitanjali Deokar et al., Ukuaji wa haraka wa filamu za grafiti zenye unene wa nanomita kwenye foil ya nikeli yenye ukubwa wa wafer na uchambuzi wao wa kimuundo, Nanoteknolojia (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Ukikutana 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 iliyo hapa chini (fuata maagizo).
Maoni yako ni muhimu kwetu. Hata hivyo, kutokana na wingi wa ujumbe, hatuwezi kuhakikisha jibu la kibinafsi.
Anwani yako ya barua pepe inatumika tu kuwaambia wapokeaji waliotuma barua pepe. Anwani yako wala anwani ya mpokeaji haitatumika kwa madhumuni mengine yoyote. Taarifa utakayoingiza itaonekana kwenye barua pepe yako na haitahifadhiwa na Phys.org kwa namna yoyote.
Pokea masasisho ya kila wiki na/au ya kila siku kwenye kikasha chako. Unaweza kujiondoa wakati wowote na hatutawahi kushiriki maelezo yako na wahusika wengine.
Tunawezesha maudhui yetu kufikiwa na kila mtu. Fikiria kuunga mkono dhamira ya Science X kwa kutumia akaunti ya malipo.
Muda wa chapisho: Septemba-05-2024