Yüksek kaliteli grafit, mükemmel mekanik mukavemete, termal kararlılığa, yüksek esnekliğe ve çok yüksek düzlem içi termal ve elektriksel iletkenliğe sahiptir ve bu da onu telefonlarda pil olarak kullanılan fototermal iletkenler gibi birçok uygulama için en önemli gelişmiş malzemelerden biri haline getirir. Örneğin, özel bir grafit türü olan yüksek derecede düzenli pirolitik grafit (HOPG), laboratuvarlarda en sık kullanılanlardan biridir. Malzeme. Bu mükemmel özellikler, grafitin katmanlı yapısından kaynaklanmaktadır; burada grafen katmanlarındaki karbon atomları arasındaki güçlü kovalent bağlar, mükemmel mekanik özellikler, termal ve elektriksel iletkenliğe katkıda bulunurken, grafen katmanları arasında çok az etkileşim vardır. Bu etki yüksek derecede esneklikle sonuçlanır. grafit. Grafit doğada 1000 yıldan uzun süredir keşfedilmiş ve yapay sentezi 100 yıldan uzun süredir incelenmiş olmasına rağmen, hem doğal hem de sentetik grafit örneklerinin kalitesi idealden uzaktır. Örneğin, grafit malzemelerdeki en büyük tek kristal grafit alanlarının boyutu tipik olarak 1 mm'den küçüktür; bu, kuvars tek kristalleri ve silisyum tek kristalleri gibi birçok kristalin boyutuyla keskin bir tezat oluşturur. Boyut bir metre ölçeğine ulaşabilir. Tek kristal grafitin çok küçük boyutu, grafit katmanları arasındaki zayıf etkileşimden kaynaklanır ve grafen katmanının düzlüğünün büyüme sırasında korunması zordur, bu nedenle grafit kolayca düzensiz bir şekilde birkaç tek kristal tane sınırına ayrılır. Bu önemli sorunu çözmek için, Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (UNIST) emekli Profesör ve işbirlikçileri Prof. Liu Kaihui, Pekin Üniversitesi'nden Prof. Wang Enge ve diğerleri, ince büyüklük sırasına göre grafit tek kristallerini sentezlemek için bir strateji önerdiler. film, inç ölçeğine kadar. Yöntemlerinde alt tabaka olarak tek kristal nikel folyo kullanılır ve karbon atomları nikel folyonun arkasından "izotermal çözünme-difüzyon-biriktirme işlemi" ile beslenir. Gazlı bir karton kaynağı kullanmak yerine, grafit büyümesini kolaylaştırmak için katı bir karbon malzeme tercih ettiler. Bu yeni strateji, yaklaşık 1 inç ve 35 mikron kalınlığında tek kristal grafit filmler veya birkaç gün içinde 100.000'den fazla grafen katmanı üretmeyi mümkün kılar. Mevcut tüm grafit örnekleriyle karşılaştırıldığında, tek kristal grafit ~2880 W m-1K-1'lik bir termal iletkenliğe, önemsiz bir safsızlık içeriğine ve katmanlar arasında minimum bir mesafeye sahiptir. (1) Ultra düz alt tabakalar olarak büyük boyutlu tek kristal nikel filmlerin başarılı bir şekilde sentezlenmesi, sentetik grafitin düzensizliğini önler; (2) Yaklaşık 100 saatte 100.000 grafen katmanı izotermal olarak büyütülür, böylece her bir grafen katmanı aynı kimyasal ortamda ve sıcaklıkta sentezlenir, bu da grafitin tekdüze kalitesini sağlar; (3) Nikel folyonun arka yüzünden sürekli karbon beslemesi, grafen katmanlarının yaklaşık olarak her beş saniyede bir katman olmak üzere çok yüksek bir oranda sürekli olarak büyümesine olanak tanır.”
Gönderim zamanı: 09-11-2022