En yeni akıllı telefonlardaki güçlü elektronik aksamları soğutmak büyük bir zorluk olabilir. Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, elektronik cihazlardan gelen ısıyı dağıtmak için ideal olan karbon malzemeler üretmek için hızlı ve verimli bir yöntem geliştirdiler. Bu çok yönlü malzeme, gaz sensörlerinden güneş panellerine kadar farklı alanlarda kullanılabilir.
Birçok elektronik cihaz, elektronik bileşenlerin ürettiği ısıyı iletmek ve dağıtmak için grafit filmler kullanır. Grafit doğal bir karbon formu olmasına rağmen, elektronikte termal yönetim zorlu bir uygulamadır ve genellikle yüksek kaliteli mikron kalınlığında grafit filmlerin kullanımına bağlıdır. "Ancak, bu grafit filmlerin hammadde olarak polimerler kullanılarak üretilme yöntemi karmaşık ve enerji yoğundur," diye açıklıyor Pedro Costa'nın laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olarak çalışan ve çalışmaya liderlik eden Gitanjali Deokar. Filmler, 3.200 santigrat dereceye kadar sıcaklık gerektiren ve birkaç mikrondan daha ince filmler üretemeyen çok aşamalı bir işlemle üretiliyor.
Deokar, Costa ve meslektaşları, yaklaşık 100 nanometre kalınlığında grafit levhalar üretmek için hızlı ve enerji tasarruflu bir yöntem geliştirdiler. Ekip, nikel folyo üzerinde nanometre kalınlığında grafit filmler (NGF'ler) oluşturmak için kimyasal buhar biriktirme (CVD) adı verilen bir teknik kullandı. Bu teknikte nikel, yüzeyindeki sıcak metanın grafite dönüşümünü katalize ediyor. Deokar, "900 santigrat derecelik bir reaksiyon sıcaklığında, sadece 5 dakikalık bir CVD büyütme adımında NGF'ye ulaştık," dedi.
NGF, 55 cm2'ye kadar alana sahip tabakalar halinde büyüyebilir ve folyonun her iki tarafında da büyüyebilir. Tek katmanlı grafen filmlerle çalışırken yaygın bir gereklilik olan polimer destek katmanına ihtiyaç duyulmadan çıkarılabilir ve diğer yüzeylere aktarılabilir.
Elektron mikroskobu uzmanı Alessandro Genovese ile birlikte çalışan ekip, nikel üzerindeki NGF'nin kesitlerinin transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntülerini elde etti. Costa, "Grafit filmler ve nikel folyo arasındaki arayüzün gözlemlenmesi eşi benzeri görülmemiş bir başarı ve bu filmlerin büyüme mekanizması hakkında ek bilgiler sağlayacak," dedi.
NGF'nin kalınlığı, piyasada bulunan mikron kalınlığındaki grafit filmler ile tek katmanlı grafen arasında yer alıyor. Costa, "NGF, katmanlı karbon filmlerin cephaneliğine katkıda bulunarak grafeni ve endüstriyel grafit levhaları tamamlıyor," dedi. Örneğin, esnekliği sayesinde NGF, artık piyasada görünmeye başlayan esnek cep telefonlarında termal yönetim için kullanılabilir. "Grafen filmlerle karşılaştırıldığında, NGF'nin entegrasyonu daha ucuz ve daha kararlı olacak," diye ekledi.
Ancak NGF'nin ısı yayılımının ötesinde birçok kullanım alanı vardır. TEM görüntülerinde vurgulanan ilginç bir özellik, NGF'nin bazı kısımlarının yalnızca birkaç karbon katmanı kalınlığında olmasıdır. Deoka, "Birden fazla grafen katmanının varlığı, film boyunca yeterli düzeyde görünür ışık şeffaflığı sağlıyor," dedi. Araştırma ekibi, iletken ve yarı saydam NGF'nin güneş hücrelerinin bir bileşeni veya azot dioksit gazını tespit etmek için bir algılama malzemesi olarak kullanılabileceği hipotezini ortaya attı. Costa, "NGF'yi çok işlevli bir aktif malzeme olarak işlev görebilmesi için cihazlara entegre etmeyi planlıyoruz," dedi.
Daha fazla bilgi için: Gitanjali Deokar ve diğerleri, Nanometre kalınlığındaki grafit filmlerin yonga ölçeğindeki nikel folyo üzerinde hızlı büyümesi ve yapısal analizleri, Nanoteknoloji (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Bu sayfadaki içerikte bir yazım hatası veya yanlışlık görürseniz veya düzenleme talebinde bulunmak isterseniz, lütfen bu formu kullanın. Genel sorularınız için lütfen iletişim formumuzu kullanın. Genel geri bildirimler için aşağıdaki genel yorumlar bölümünü kullanın (talimatları izleyin).
Görüşleriniz bizim için önemlidir. Ancak, gelen mesaj sayısının fazla olması nedeniyle kişiselleştirilmiş bir yanıt garantisi veremiyoruz.
E-posta adresiniz yalnızca e-postayı kimin gönderdiğini alıcılara bildirmek için kullanılır. Ne sizin adresiniz ne de alıcının adresi başka hiçbir amaçla kullanılmayacaktır. Girdiğiniz bilgiler e-postanızda görünecek ve Phys.org tarafından hiçbir şekilde saklanmayacaktır.
Haftalık ve/veya günlük güncellemeleri gelen kutunuza alın. Dilediğiniz zaman aboneliğinizi iptal edebilirsiniz ve bilgileriniz asla üçüncü taraflarla paylaşılmayacaktır.
İçeriğimizi herkesin erişimine açık hale getiriyoruz. Science X'in misyonunu premium bir hesapla desteklemeyi düşünün.
Gönderim zamanı: 05-09-2024