Ang pagpapalamig ng makapangyarihang elektronikong kagamitan sa mga pinakabagong 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 pamamaraan para sa paglikha ng mga materyales na carbon na mainam para sa pagpapakalat ng init mula sa mga elektronikong aparato. Ang maraming gamit na materyal na ito ay maaaring magamit sa iba pang mga layunin, mula sa mga gas sensor hanggang sa mga solar panel.
Maraming elektronikong aparato ang gumagamit ng mga graphite film upang maghatid at magpakalat ng init na nalilikha ng mga elektronikong bahagi. Bagama't ang graphite ay isang natural na anyo ng carbon, ang thermal management sa electronics ay isang mahirap na aplikasyon at kadalasang nakadepende sa paggamit ng mga de-kalidad na graphite film na kasingkapal ng micron. "Gayunpaman, ang paraan ng paggawa ng mga graphite film na ito gamit ang mga polymer bilang hilaw na materyales ay kumplikado at masinsinan sa enerhiya," paliwanag ni Gitanjali Deokar, isang postdoc sa lab ni Pedro Costa na nanguna sa pag-aaral. Ang mga film ay ginagawa sa pamamagitan ng isang prosesong may maraming hakbang na nangangailangan ng temperaturang hanggang 3,200 degrees Celsius at hindi makakagawa ng mga film na mas manipis kaysa sa ilang microns.
Nakabuo sina Deokar, Costa at ang kanilang mga kasamahan ng isang mabilis at matipid sa enerhiyang pamamaraan para sa paggawa ng mga graphite sheet na may kapal na humigit-kumulang 100 nanometer. Gumamit ang pangkat ng isang pamamaraan na tinatawag na chemical vapor deposition (CVD) upang palaguin ang mga graphite film (NGF) na kasingkapal ng nanometer sa nickel foil, kung saan ang nickel ang nagpapabilis sa conversion ng mainit na methane tungo sa graphite sa ibabaw nito. "Nakamit namin ang NGF sa loob lamang ng 5 minutong hakbang ng paglago ng CVD sa temperatura ng reaksyon na 900 degrees Celsius," sabi ni Deokar.
Ang NGF ay maaaring lumaki at maging mga piraso ng sheet na may sukat na hanggang 55 cm2 at tumutubo sa magkabilang gilid ng foil. Maaari itong tanggalin at ilipat sa ibang mga ibabaw nang hindi nangangailangan ng polymer support layer, na isang karaniwang kinakailangan kapag gumagamit ng mga single-layer graphene film.
Sa pakikipagtulungan sa eksperto sa electron microscopy na si Alessandro Genovese, nakakuha ang pangkat ng mga imahe ng transmission electron microscopy (TEM) ng mga cross-section ng NGF sa nickel. "Ang pag-obserba sa interface sa pagitan ng mga graphite film at nickel foil ay isang walang kapantay na tagumpay at magbibigay ng karagdagang mga pananaw sa mekanismo ng paglaki ng mga film na ito," sabi ni Costa.
Ang kapal ng NGF ay nasa pagitan ng mga komersyal na makukuhang micron-thick graphite films at single-layer graphene. "Ang NGF ay kumukumpleto sa graphene at industrial graphite sheets, na nagdaragdag sa arsenal ng layered carbon films," sabi ni Costa. Halimbawa, dahil sa flexibility nito, ang NGF ay maaaring gamitin para sa thermal management sa mga flexible na mobile phone na nagsisimula nang lumabas sa merkado. "Kung ikukumpara sa mga graphene films, ang integrasyon ng NGF ay magiging mas mura at mas matatag," dagdag niya.
Gayunpaman, ang NGF ay may maraming gamit bukod sa pagpapakalat ng init. Isang kawili-wiling katangiang itinampok sa mga imahe ng TEM ay ang ilang bahagi ng NGF ay ilang patong lamang ng carbon ang kapal. "Kapansin-pansin, ang pagkakaroon ng maraming patong ng mga graphene domain ay nagsisiguro ng sapat na antas ng transparency ng nakikitang liwanag sa buong pelikula," sabi ni Deoka. Ang pangkat ng pananaliksik ay naghipotesis na ang konduktibo at translucent na NGF ay maaaring gamitin bilang isang bahagi ng mga solar cell o bilang isang sensing material 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 mga pelikulang grapayt na kasingkapal ng nanometro sa nickel foil na kasinglaki ng wafer at ang kanilang pagsusuri sa istruktura, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Kung makakatagpo ka ng typo, kamalian, o nais mong magsumite ng kahilingan para i-edit ang nilalaman sa pahinang ito, mangyaring gamitin ang form na ito. Para sa mga pangkalahatang tanong, mangyaring gamitin ang aming contact form. Para sa pangkalahatang feedback, gamitin ang seksyon ng mga pampublikong komento sa ibaba (sundin ang mga tagubilin).
Mahalaga sa amin ang iyong opinyon. Gayunpaman, dahil sa dami ng mga mensahe, hindi namin magagarantiya ang isang personalized na tugon.
Ang iyong email address ay ginagamit lamang upang ipaalam sa mga tatanggap kung sino ang nagpadala ng email. Hindi gagamitin ang iyong address o ang address ng tatanggap para sa anumang ibang layunin. Ang impormasyong ilalagay mo ay lilitaw sa iyong email at hindi itatago ng Phys.org sa anumang anyo.
Tumanggap ng lingguhan at/o araw-araw na mga update sa iyong inbox. Maaari kang mag-unsubscribe anumang oras at hindi namin kailanman ibabahagi ang iyong mga detalye sa mga ikatlong partido.
Ginagawa naming accessible ang aming nilalaman para sa lahat. Isaalang-alang ang pagsuporta sa misyon ng Science X gamit ang isang premium account.
Oras ng pag-post: Set-05-2024