งานวิจัยใหม่เผยให้เห็นภาพยนตร์กราไฟท์ที่ดีขึ้น

กราไฟท์คุณภาพสูงมีความแข็งแรงเชิงกลที่ยอดเยี่ยมความเสถียรทางความร้อนความยืดหยุ่นสูงและการนำความร้อนและไฟฟ้าสูงในระนาบสูงมากทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุขั้นสูงที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานจำนวนมากเช่นตัวนำไฟฟ้าอุณหภูมิที่ใช้เป็นแบตเตอรี่ในโทรศัพท์ ตัวอย่างเช่นกราไฟท์ชนิดพิเศษ, กราไฟท์ไพโรไลติกที่ได้รับคำสั่งสูง (HOPG) เป็นหนึ่งในห้องปฏิบัติการที่ใช้กันมากที่สุด วัสดุ. คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้เกิดจากโครงสร้างเลเยอร์ของกราไฟท์ซึ่งพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งระหว่างอะตอมคาร์บอนในชั้นกราฟีนมีส่วนทำให้คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม, การนำความร้อนและไฟฟ้าในขณะที่การทำงานร่วมกันน้อยมากระหว่างชั้นกราฟีน การดำเนินการส่งผลให้มีความยืดหยุ่นในระดับสูง กราไฟท์ แม้ว่ากราไฟท์จะถูกค้นพบในธรรมชาติมานานกว่า 1,000 ปีและการสังเคราะห์เทียมได้รับการศึกษามานานกว่า 100 ปีคุณภาพของตัวอย่างกราไฟท์ทั้งธรรมชาติและสังเคราะห์อยู่ไกลจากอุดมคติ ตัวอย่างเช่นขนาดของโดเมนกราไฟท์คริสตัลเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดในวัสดุกราไฟท์มักจะน้อยกว่า 1 มม. ซึ่งตรงกันข้ามกับขนาดของผลึกจำนวนมากเช่นผลึกเดี่ยวควอตซ์และผลึกเดี่ยวซิลิกอน ขนาดสามารถถึงระดับของเมตร ขนาดเล็กมากของกราไฟท์ผลึกเดี่ยวนั้นเกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอระหว่างเลเยอร์กราไฟท์และความเรียบของชั้นกราฟีนนั้นยากที่จะรักษาในระหว่างการเจริญเติบโต - เพื่อแก้ปัญหาสำคัญนี้ศาสตราจารย์กิตติคุณของสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ Ulsan (UNIST) และผู้ทำงานร่วมกันของเขาศาสตราจารย์ Liu Kaihui, Prof. Wang Enge ของมหาวิทยาลัยปักกิ่งและคนอื่น ๆ ได้เสนอกลยุทธ์ในการสังเคราะห์ผลึกเดี่ยว ฟิล์มลงไปที่ระดับนิ้ว วิธีการของพวกเขาใช้ฟอยล์นิกเกิลผลึกเดี่ยวเป็นสารตั้งต้นและอะตอมคาร์บอนจะถูกป้อนจากด้านหลังของนิกเกิลฟอยล์ผ่าน“ กระบวนการละลายความร้อนจากความร้อน” แทนที่จะใช้แหล่งกระดาษแข็งก๊าซพวกเขาเลือกใช้วัสดุคาร์บอนที่เป็นของแข็งเพื่ออำนวยความสะดวกในการเติบโตของกราไฟท์ กลยุทธ์ใหม่นี้ทำให้เป็นไปได้ที่จะสร้างฟิล์มกราไฟท์ผลึกเดี่ยวที่มีความหนาประมาณ 1 นิ้วและ 35 ไมครอนหรือมากกว่า 100,000 ชั้นในไม่กี่วัน เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างกราไฟท์ที่มีอยู่ทั้งหมดกราไฟท์ผลึกเดี่ยวมีค่าการนำความร้อนที่ ~ 2880 W M-1K-1 เนื้อหาที่ไม่มีนัยสำคัญของสิ่งสกปรกและระยะห่างขั้นต่ำระหว่างเลเยอร์ (1) การสังเคราะห์ฟิล์มนิกเกิลผลึกเดี่ยวที่ประสบความสำเร็จซึ่งมีขนาดใหญ่เป็นพื้นผิวที่มีลักษณะเป็นพิเศษหลีกเลี่ยงการเกิดกราไฟท์สังเคราะห์ที่ไม่เป็นระเบียบ (2) กราฟีน 100,000 ชั้นถูกปลูกในระยะเวลาประมาณ 100 ชั่วโมงเพื่อให้กราฟีนแต่ละชั้นถูกสังเคราะห์ในสภาพแวดล้อมทางเคมีและอุณหภูมิเดียวกันซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของกราไฟท์ที่สม่ำเสมอ (3) การจัดหาคาร์บอนอย่างต่อเนื่องผ่านด้านย้อนกลับของฟอยล์นิกเกิลช่วยให้ชั้นของกราฟีนเติบโตอย่างต่อเนื่องในอัตราที่สูงมากประมาณหนึ่งชั้นทุก ๆ ห้าวินาที”