Kvaliteetsel grafiidil on suurepärane mehaaniline tugevus, termiline stabiilsus, kõrge paindlikkus ja väga kõrge tasapinnaline soojus- ja elektrijuhtivus, mistõttu on see üks tähtsamaid täiustatud materjale paljudes rakendustes, näiteks telefonides patareidena kasutatavad fototermilised juhid. Näiteks on laborites üks kõige sagedamini kasutatavaid grafiidi eritüüpi, kõrgelt järjestatud pürolüütilist grafiiti (HOPG). Materjal. Need suurepärased omadused tulenevad grafiidi kihilisest struktuurist, kus tugevad kovalentsed sidemed süsinikuaatomite vahel grafeenikihtides aitavad kaasa suurepärastele mehaanilistele omadustele, soojus- ja elektrijuhtivusele, samas kui grafeenikihtide vahel on väga väike interaktsioon. Tegevuse tulemuseks on suur paindlikkus. grafiit. Kuigi grafiiti on looduses avastatud juba üle 1000 aasta ja selle kunstlikku sünteesi on uuritud üle 100 aasta, ei ole nii looduslike kui ka sünteetiliste grafiidiproovide kvaliteet kaugeltki ideaalne. Näiteks on grafiitmaterjalide suurimate ühekristalliliste grafiididomeenide suurus tavaliselt alla 1 mm, mis on teravas kontrastis paljude kristallide, näiteks kvartsi monokristallide ja räni monokristallide suurusega. Suurus võib ulatuda meetrini. Ühekristallilise grafiidi väga väike suurus on tingitud grafiidikihtide vahelisest nõrgast interaktsioonist ning grafeenikihi tasasust on kasvu ajal raske säilitada, mistõttu grafiit laguneb korratuse korral kergesti mitmeks ühekristallilise tera piiriks. . Selle võtmeprobleemi lahendamiseks on Ulsani riikliku teaduse ja tehnoloogia instituudi (UNIST) emeriitprofessor ja tema kaastöötajad prof Liu Kaihui, prof Wang Enge Pekingi ülikoolist ja teised pakkunud välja strateegia õhukese suurusjärgu sünteesimiseks. grafiidi monokristallid. film, kuni tolli skaala. Nende meetod kasutab substraadina ühekristallilist nikkelfooliumi ja süsinikuaatomid juhitakse nikkelfooliumi tagaküljelt läbi "isotermilise lahustumis-difusiooni-sadestamise protsessi". Gaasilise pappallika kasutamise asemel valisid nad grafiidi kasvu hõlbustamiseks tahke süsinikmaterjali. See uus strateegia võimaldab mõne päevaga toota ühekristallseid grafiitkilesid paksusega umbes 1 tolli ja 35 mikronit või üle 100 000 grafeenikihi. Võrreldes kõigi saadaolevate grafiidiproovidega on ühekristallilise grafiidi soojusjuhtivus ~2880 W m-1K-1, ebaoluline lisandite sisaldus ja minimaalne kihtidevaheline kaugus. (1) Suurte ühekristalliliste nikkelkilede edukas süntees ülitasapinnaliste substraatidena väldib sünteetilise grafiidi rikkumist; (2) 100 000 kihti grafeeni kasvatatakse isotermiliselt umbes 100 tunni jooksul, nii et iga grafeenikiht sünteesitakse samas keemilises keskkonnas ja temperatuuril, mis tagab grafiidi ühtlase kvaliteedi; (3) Pidev süsiniku juurdevool läbi nikkelfooliumi tagakülje võimaldab grafeenikihtidel pidevalt väga kiiresti kasvada, ligikaudu üks kiht iga viie sekundi järel.
Postitusaeg: 09.11.2022