గ్రాఫైట్ షీట్లు కొత్త తరం స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు చల్లగా ఉండటానికి సహాయపడతాయి

తాజా స్మార్ట్‌ఫోన్‌లలోని శక్తివంతమైన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను చల్లబరచడం ఒక పెద్ద సవాలుగా ఉంటుంది. కింగ్ అబ్దుల్లా యూనివర్సిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ పరిశోధకులు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల నుండి వేడిని వెదజల్లడానికి అనువైన కార్బన్ పదార్థాలను సృష్టించేందుకు ఒక వేగవంతమైన మరియు సమర్థవంతమైన పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు. ఈ బహుముఖ ప్రయోజనాలు గల పదార్థాన్ని గ్యాస్ సెన్సార్ల నుండి సోలార్ ప్యానెళ్ల వరకు ఇతర రంగాలలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు.
అనేక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వేడిని ప్రసరింపజేయడానికి మరియు వెదజల్లడానికి గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. గ్రాఫైట్ కార్బన్ యొక్క సహజ రూపం అయినప్పటికీ, ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఉష్ణ నిర్వహణ అనేది ఒక క్లిష్టమైన ప్రక్రియ మరియు ఇది తరచుగా అధిక-నాణ్యత గల, మైక్రాన్ మందం ఉన్న గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌ల వాడకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. "అయితే, పాలిమర్లను ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించి ఈ గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌లను తయారుచేసే పద్ధతి సంక్లిష్టమైనది మరియు అధిక శక్తిని వినియోగిస్తుంది," అని ఈ పనికి నాయకత్వం వహించిన పెడ్రో కోస్టా ల్యాబ్‌లోని పోస్ట్‌డాక్ గీతాంజలి డియోకర్ వివరిస్తున్నారు. ఈ ఫిల్మ్‌లను బహుళ-దశల ప్రక్రియ ద్వారా తయారు చేస్తారు, దీనికి 3,200 డిగ్రీల సెల్సియస్ వరకు ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం మరియు కొన్ని మైక్రాన్ల కంటే పలుచని ఫిల్మ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం సాధ్యం కాదు.
డియోకర్, కోస్టా మరియు వారి సహచరులు సుమారు 100 నానోమీటర్ల మందం గల గ్రాఫైట్ షీట్లను తయారు చేయడానికి వేగవంతమైన మరియు శక్తి-సమర్థవంతమైన పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు. ఈ బృందం నికెల్ రేకుపై నానోమీటర్ల మందం గల గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌లను (NGFs) పెంచడానికి కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్ (CVD) అనే సాంకేతికతను ఉపయోగించింది. ఈ ప్రక్రియలో, నికెల్ తన ఉపరితలంపై వేడి మీథేన్‌ను గ్రాఫైట్‌గా మార్చడాన్ని ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది. "మేము 900 డిగ్రీల సెల్సియస్ చర్య ఉష్ణోగ్రత వద్ద కేవలం 5 నిమిషాల CVD వృద్ధి దశలోనే NGFని సాధించాము," అని డియోకర్ అన్నారు.
NGF 55 చదరపు సెంటీమీటర్ల వరకు విస్తీర్ణం గల పలకలుగా పెరగగలదు మరియు రేకుకు ఇరువైపులా వ్యాపించగలదు. ఏకపొర గ్రాఫేన్ ఫిల్మ్‌లతో పనిచేసేటప్పుడు సాధారణంగా అవసరమయ్యే పాలిమర్ ఆధార పొర అవసరం లేకుండానే దీనిని తొలగించి ఇతర ఉపరితలాలకు బదిలీ చేయవచ్చు.
ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ నిపుణుడు అలెశాండ్రో జెనోవెస్‌తో కలిసి పనిచేస్తూ, ఈ బృందం నికెల్‌పై ఉన్న NGF యొక్క క్రాస్-సెక్షన్‌ల ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (TEM) చిత్రాలను పొందింది. "గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌లు మరియు నికెల్ ఫాయిల్ మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌ను గమనించడం ఒక అపూర్వమైన విజయం మరియు ఇది ఈ ఫిల్మ్‌ల పెరుగుదల విధానంపై అదనపు అంతర్దృష్టులను అందిస్తుంది," అని కోస్టా అన్నారు.
NGF మందం, వాణిజ్యపరంగా లభించే మైక్రాన్-మందపాటి గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌లు మరియు సింగిల్-లేయర్ గ్రాఫేన్‌ల మధ్య ఉంటుంది. "NGF, గ్రాఫేన్ మరియు పారిశ్రామిక గ్రాఫైట్ షీట్‌లకు పూరకంగా ఉంటూ, పొరలుగా ఉండే కార్బన్ ఫిల్మ్‌ల శ్రేణికి మరింత బలాన్ని చేకూరుస్తుంది," అని కోస్టా అన్నారు. ఉదాహరణకు, దాని నమ్యత కారణంగా, ప్రస్తుతం మార్కెట్లో రావడం మొదలైన ఫ్లెక్సిబుల్ మొబైల్ ఫోన్‌లలో ఉష్ణ నిర్వహణ కోసం NGFని ఉపయోగించవచ్చు. "గ్రాఫేన్ ఫిల్మ్‌లతో పోలిస్తే, NGFని చేర్చడం చౌకగా మరియు మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది," అని ఆయన జోడించారు.
అయితే, ఉష్ణ విసర్జనతో పాటు NGFకి అనేక ఇతర ఉపయోగాలు ఉన్నాయి. TEM చిత్రాలలో హైలైట్ చేయబడిన ఒక ఆసక్తికరమైన లక్షణం ఏమిటంటే, NGFలోని కొన్ని భాగాలు కేవలం కొన్ని కార్బన్ పొరల మందంతో మాత్రమే ఉంటాయి. "గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, గ్రాఫేన్ డొమైన్‌ల యొక్క బహుళ పొరల ఉనికి, ఫిల్మ్ అంతటా తగినంత స్థాయిలో దృశ్య కాంతి పారదర్శకతను నిర్ధారిస్తుంది," అని డియోకా అన్నారు. వాహక, అపారదర్శక NGFని సౌర ఘటాలలో ఒక భాగంగా లేదా నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ వాయువును గుర్తించడానికి ఒక సెన్సింగ్ పదార్థంగా ఉపయోగించవచ్చని పరిశోధన బృందం ఊహించింది. "NGFని ఒక బహుళ-కార్యాత్మక క్రియాశీల పదార్థంగా పనిచేసేలా పరికరాలలో ఏకీకృతం చేయాలని మేము యోచిస్తున్నాము," అని కోస్టా అన్నారు.
మరింత సమాచారం: గీతాంజలి డియోకర్ మరియు ఇతరులు, వేఫర్-స్కేల్ నికెల్ రేకుపై నానోమీటర్-మందం గల గ్రాఫైట్ ఫిల్మ్‌ల వేగవంతమైన పెరుగుదల మరియు వాటి నిర్మాణాత్మక విశ్లేషణ, నానోటెక్నాలజీ (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
మీరు ఈ పేజీలో అక్షరదోషం, తప్పును గమనించినా లేదా కంటెంట్‌ను సవరించమని అభ్యర్థించాలనుకున్నా, దయచేసి ఈ ఫారమ్‌ను ఉపయోగించండి. సాధారణ ప్రశ్నల కోసం, దయచేసి మా సంప్రదింపు ఫారమ్‌ను ఉపయోగించండి. సాధారణ అభిప్రాయం కోసం, దిగువన ఉన్న పబ్లిక్ కామెంట్స్ విభాగాన్ని ఉపయోగించండి (సూచనలను అనుసరించండి).
మీ అభిప్రాయం మాకు ముఖ్యం. అయితే, అధిక సంఖ్యలో సందేశాలు వస్తున్నందున, మేము వ్యక్తిగత ప్రతిస్పందనను అందించగలమని హామీ ఇవ్వలేము.
మీ ఇమెయిల్ చిరునామా, ఇమెయిల్ ఎవరు పంపారో గ్రహీతలకు తెలియజేయడానికి మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది. మీ చిరునామా గానీ, గ్రహీత చిరునామా గానీ మరే ఇతర ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించబడవు. మీరు నమోదు చేసే సమాచారం మీ ఇమెయిల్‌లో కనిపిస్తుంది మరియు Phys.org ద్వారా ఏ రూపంలోనూ నిల్వ చేయబడదు.
మీ ఇన్‌బాక్స్‌లో వారానికోసారి లేదా రోజూ అప్‌డేట్‌లను పొందండి. మీరు ఎప్పుడైనా అన్‌సబ్‌స్క్రైబ్ చేసుకోవచ్చు మరియు మేము మీ వివరాలను ఎవరితోనూ పంచుకోము.
మేము మా కంటెంట్‌ను అందరికీ అందుబాటులో ఉంచుతాము. ప్రీమియం ఖాతాతో సైన్స్ X యొక్క లక్ష్యానికి మద్దతు ఇవ్వడాన్ని పరిగణించండి.