Ang pagpapalamig ng malakas na electronics sa pinakabagong mga smartphone ay maaaring maging isang malaking hamon. Ang mga mananaliksik sa King Abdullah University of Science and Technology ay nakabuo ng isang mabilis at mahusay na paraan para sa paglikha ng mga carbon material na perpekto para sa pag-alis ng init mula sa mga elektronikong aparato. Ang maraming nalalaman na materyal na ito ay makakahanap ng iba pang mga application, mula sa mga sensor ng gas hanggang sa mga solar panel.
Maraming mga elektronikong aparato ang gumagamit ng mga graphite film upang isagawa at iwaksi ang init na nalilikha ng mga elektronikong sangkap. Bagama't ang graphite ay isang natural na anyo ng carbon, ang thermal management sa electronics ay isang hinihingi na aplikasyon at kadalasang nakadepende sa paggamit ng mataas na kalidad na micron-thick graphite films. "Gayunpaman, ang paraan ng paggawa ng mga graphite film na ito gamit ang mga polymer bilang hilaw na materyales ay kumplikado at masinsinang enerhiya," paliwanag ni Gitanjali Deokar, isang postdoc sa lab ni Pedro Costa na nanguna sa gawain. Ang mga pelikula ay ginawa sa pamamagitan ng isang multi-step na proseso na nangangailangan ng temperatura hanggang 3,200 degrees Celsius at hindi makagawa ng mga pelikulang mas manipis kaysa sa ilang microns.
Si Deokar, Costa at ang kanilang mga kasamahan ay nakabuo ng isang mabilis at matipid sa enerhiya na paraan para sa paggawa ng mga graphite sheet na humigit-kumulang 100 nanometer ang kapal. Gumamit ang team ng technique na tinatawag na chemical vapor deposition (CVD) para palaguin ang nanometer-thick graphite films (NGFs) sa nickel foil, kung saan pinapagana ng nickel ang conversion ng hot methane sa graphite sa ibabaw nito. "Nakamit namin ang NGF sa loob lamang ng 5 minutong hakbang sa paglago ng CVD sa temperatura ng reaksyon na 900 degrees Celsius," sabi ni Deokar.
Ang NGF ay maaaring lumaki sa mga sheet hanggang sa 55 cm2 sa lugar at lumaki sa magkabilang panig ng foil. Maaari itong alisin at ilipat sa iba pang mga ibabaw nang hindi nangangailangan ng polymer support layer, na isang karaniwang kinakailangan kapag nagtatrabaho sa mga single-layer na graphene film.
Sa pakikipagtulungan sa ekspertong electron microscopy na si Alessandro Genovese, nakuha ng team ang transmission electron microscopy (TEM) na mga larawan ng mga cross-section ng NGF sa nickel. "Ang pagmamasid sa interface sa pagitan ng mga graphite film at nickel foil ay isang hindi pa nagagawang tagumpay at magbibigay ng karagdagang mga insight sa mekanismo ng paglago ng mga pelikulang ito," sabi ni Costa.
Ang kapal ng NGF ay nahuhulog sa pagitan ng mga available na komersyal na micron-thick graphite film at single-layer graphene. "Ang NGF ay umaakma sa graphene at industrial graphite sheet, na nagdaragdag sa arsenal ng mga layered carbon films," sabi ni Costa. Halimbawa, dahil sa flexibility nito, maaaring gamitin ang NGF para sa thermal management sa mga flexible na mobile phone na ngayon ay nagsisimula nang lumabas sa merkado. "Kung ikukumpara sa mga pelikulang graphene, ang pagsasama ng NGF ay magiging mas mura at mas matatag," dagdag niya.
Gayunpaman, ang NGF ay may maraming gamit na lampas sa pagwawaldas ng init. Ang isang kawili-wiling tampok na naka-highlight sa mga imahe ng TEM ay ang ilang bahagi ng NGF ay ilang layer lamang ng carbon na makapal. "Kapansin-pansin, ang pagkakaroon ng maraming layer ng graphene domain ay nagsisiguro ng sapat na antas ng nakikitang transparency ng liwanag sa buong pelikula," sabi ni Deoka. Ang pangkat ng pananaliksik ay nag-hypothesize na ang conductive, translucent NGF ay maaaring gamitin bilang isang bahagi ng mga solar cell o bilang isang materyal na sensing para sa pag-detect ng nitrogen dioxide gas. "Plano naming isama ang NGF sa mga device upang maaari itong kumilos bilang isang multifunctional na aktibong materyal," sabi ni Costa.
Karagdagang impormasyon: Gitanjali Deokar et al., Mabilis na paglaki ng nanometer-thick graphite films sa wafer-scale nickel foil at ang kanilang structural analysis, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Kung nakatagpo ka ng typo, kamalian, o gustong magsumite ng kahilingang mag-edit ng content sa page na ito, pakigamit ang form na ito. Para sa mga pangkalahatang katanungan, mangyaring gamitin ang aming contact form. Para sa pangkalahatang feedback, gamitin ang seksyon ng pampublikong komento sa ibaba (sundin ang mga tagubilin).
Ang iyong opinyon ay mahalaga sa amin. Gayunpaman, dahil sa mataas na dami ng mga mensahe, hindi namin magagarantiya ang isang personalized na tugon.
Ang iyong email address ay ginagamit lamang upang sabihin sa mga tatanggap na nagpadala ng email. Ang iyong address o ang address ng tatanggap ay hindi gagamitin para sa anumang iba pang layunin. Ang impormasyong ilalagay mo ay lalabas sa iyong email at hindi itatabi ng Phys.org sa anumang anyo.
Makatanggap ng lingguhan at/o araw-araw na mga update sa iyong inbox. Maaari kang mag-unsubscribe anumang oras at hindi namin ibabahagi ang iyong mga detalye sa mga third party.
Ginagawa naming naa-access ng lahat ang aming nilalaman. Pag-isipang suportahan ang misyon ng Science X gamit ang isang premium na account.
Oras ng post: Set-05-2024