يېڭى تەتقىقاتلار تېخىمۇ ياخشى گرافىت پىلاستىنكىلىرىنى ئاشكارىلىدى

يۇقىرى سۈپەتلىك گرافىت ئېسىل مېخانىكىلىق كۈچ، ئىسسىقلىق مۇقىملىقى، يۇقىرى ئەۋرىشىمچانلىقى ۋە ناھايىتى يۇقىرى تۈزلەڭلىكتىكى ئىسسىقلىق ۋە ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقىغا ئىگە بولۇپ، ئۇنى تېلېفونلاردا باتارېيە سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدىغان فوتوتېرمىك ئۆتكۈزگۈچ قاتارلىق نۇرغۇن قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن ئەڭ مۇھىم ئىلغار ماتېرىياللارنىڭ بىرىگە ئايلاندۇرىدۇ. مەسىلەن، ئالاھىدە بىر خىل گرافىت، يۇقىرى تەرتىپلىك پىرولىتلىق گرافىت (HOPG)، تەجرىبىخانىلاردا ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان ماتېرىياللارنىڭ بىرى. بۇ ئېسىل خۇسۇسىيەتلەر گرافىتنىڭ قاتلاملىق قۇرۇلمىسىدىن كېلىپ چىققان بولۇپ، گرافېن قەۋەتلىرىدىكى كاربون ئاتوملىرى ئوتتۇرىسىدىكى كۈچلۈك كوۋالېنتلىق باغلىنىش ئېسىل مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەت، ئىسسىقلىق ۋە ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقىغا تۆھپە قوشىدۇ، گرافېن قەۋەتلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىر ناھايىتى ئاز. بۇ تەسىر يۇقىرى دەرىجىدە ئەۋرىشىمچانلىقنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. گرافىت. گرافىت تەبىئەتتە 1000 يىلدىن ئارتۇق ۋاقىتتىن بۇيان بايقالغان ۋە ئۇنىڭ سۈنئىي بىرىكتۈرۈشى 100 يىلدىن ئارتۇق ۋاقىتتىن بۇيان تەتقىق قىلىنغان بولسىمۇ، تەبىئىي ۋە سۈنئىي گرافىت ئەۋرىشكىلىرىنىڭ سۈپىتى ئانچە ياخشى ئەمەس. مەسىلەن، گرافىت ماتېرىياللىرىدىكى ئەڭ چوڭ يەككە كىرىستاللىق گرافىت رايونلىرىنىڭ چوڭلۇقى ئادەتتە 1 مىللىمېتىردىن كىچىك بولۇپ، بۇ كۋارتس يەككە كىرىستاللىرى ۋە كرېمنىي يەككە كىرىستاللىرى قاتارلىق نۇرغۇن كىرىستاللارنىڭ چوڭلۇقىدىن پۈتۈنلەي پەرقلىنىدۇ. چوڭلۇقى بىر مېتىرغا يېتىشى مۇمكىن. بىر كىرىستاللىق گرافىتنىڭ ناھايىتى كىچىك بولۇشى گرافىت قەۋەتلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ئاجىز ئۆز-ئارا تەسىردىن كېلىپ چىققان، ھەمدە ئۆسۈش جەريانىدا گرافېن قەۋىتىنىڭ تۈزلۈكلىكىنى ساقلاش تەس، شۇڭا گرافىت قالايمىقان ھالدا بىر قانچە بىر كىرىستاللىق دانچە چېگراسىغا ئاسانلا پارچىلىنىدۇ. بۇ مۇھىم مەسىلىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، ئۇلسان دۆلەتلىك پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتى (UNIST) نىڭ پەخرىي پروفېسسورى ۋە ئۇنىڭ ھەمكارلىرى پروفېسسور ليۇ كەيخۇي، بېيجىڭ ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ پروفېسسورى ۋاڭ ئېنگې قاتارلىقلار ئىنچ ئۆلچىمىگىچە نېپىز چوڭلۇقتىكى گرافىت بىر كىرىستاللىق پەردىسىنى سىنتېز قىلىش ئىستراتېگىيىسىنى ئوتتۇرىغا قويدى. ئۇلارنىڭ ئۇسۇلى بىر كىرىستاللىق نىكېل يوپۇقىنى ئاساس قىلىپ ئىشلىتىدۇ، كاربون ئاتوملىرى نىكېل يوپۇقىنىڭ ئارقا تەرىپىدىن «ئىزوتېرمىك ئېرىتىش-دىففۇزىيە-چۆكۈش جەريانى» ئارقىلىق تەمىنلىنىدۇ. ئۇلار گازلىق كارتون مەنبەسىنى ئىشلىتىشنىڭ ئورنىغا، گرافىتنىڭ ئۆسۈشىنى ئاسانلاشتۇرۇش ئۈچۈن قاتتىق كاربون ماتېرىيالىنى تاللىدى. بۇ يېڭى ئىستراتېگىيە تەخمىنەن 1 ئىنچ ۋە 35 مىكرون قېلىنلىقتىكى بىر كىرىستاللىق گرافىت پەردىسىنى، يەنى بىر قانچە كۈندە 100 مىڭدىن ئارتۇق گرافېن قەۋىتىنى ئىشلەپچىقىرىشنى مۇمكىن قىلىدۇ. بارلىق مەۋجۇت گرافىت ئەۋرىشكىلىرى بىلەن سېلىشتۇرغاندا، يەككە كىرىستاللىق گرافىتنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ~2880 W m-1K-1، ئارىلاشمىلارنىڭ مىقدارى ئاز، قەۋەتلەر ئارىسىدىكى ئارىلىق ئەڭ تۆۋەن. (1) چوڭ تىپتىكى يەككە كىرىستاللىق نىكېل پەردىلىرىنى ئۇلترا ياپىلاق ئاساس سۈپىتىدە مۇۋەپپەقىيەتلىك سىنتېز قىلىش سۈنئىي گرافىتنىڭ قالايمىقانلىشىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ؛ (2) تەخمىنەن 100 سائەت ئىچىدە 100،000 قەۋەت گرافېن ئىزوتېرمىك ئۇسۇلدا ئۆستۈرۈلىدۇ، شۇڭا ھەر بىر قەۋەت گرافېن ئوخشاش خىمىيىلىك مۇھىت ۋە تېمپېراتۇرىدا سىنتېزلىنىدۇ، بۇ گرافىتنىڭ بىردەك سۈپىتىنى كاپالەتلەندۈرىدۇ؛ (3) نىكېل يوپۇقىنىڭ ئارقا تەرىپى ئارقىلىق ئۈزلۈكسىز كاربون بىلەن تەمىنلەش گرافېن قەۋەتلىرىنىڭ ئىنتايىن يۇقىرى سۈرئەتتە، تەخمىنەن ھەر بەش سېكۇنتتا بىر قەۋەت ئۆسۈشىگە شارائىت ھازىرلايدۇ.