Visokokvalitetni grafit ima odličnu mehaničku čvrstoću, termičku stabilnost, visoku fleksibilnost i vrlo visoku toplinsku i električnu provodljivost u ravnini, što ga čini jednim od najvažnijih naprednih materijala za mnoge primjene kao što su fototermalni provodnici koji se koriste kao baterije u telefonima. Na primjer, posebna vrsta grafita, visoko uređeni pirolitički grafit (HOPG), jedan je od najčešće korištenih u laboratorijama. Materijal. Ova odlična svojstva su posljedica slojevite strukture grafita, gdje jake kovalentne veze između atoma ugljika u slojevima grafena doprinose odličnim mehaničkim svojstvima, toplinskoj i električnoj provodljivosti, dok vrlo malo interakcije između slojeva grafena. Akcija rezultira visokim stepenom fleksibilnosti. grafit. Iako je grafit otkriven u prirodi više od 1000 godina, a njegova umjetna sinteza proučavana više od 100 godina, kvaliteta uzoraka grafita, prirodnog i sintetičkog, daleko je od idealnog. Na primjer, veličina najvećih monokristalnih grafitnih domena u grafitnim materijalima je obično manja od 1 mm, što je u oštroj suprotnosti s veličinom mnogih kristala kao što su monokristali kvarca i monokristali silicija. Veličina može doseći skalu od jednog metra. Vrlo mala veličina monokristalnog grafita je posljedica slabe interakcije između slojeva grafita, a ravnost grafenskog sloja je teško održati tokom rasta, tako da se grafit lako razbija na nekoliko granica zrna monokristala u neredu. . Kako bi riješili ovaj ključni problem, profesor emeritus sa Nacionalnog instituta za nauku i tehnologiju Ulsan (UNIST) i njegovi saradnici prof. Liu Kaihui, prof. Wang Enge sa Univerziteta u Pekingu i drugi predložili su strategiju za sintezu tankog reda veličine monokristala grafita. film, sve do inčne skale. Njihova metoda koristi monokristalnu nikl foliju kao supstrat, a atomi ugljika se unose sa stražnje strane folije nikla kroz "izotermički proces rastvaranja-difuzije-taloženja". Umjesto korištenja plinovitog izvora kartona, odlučili su se za čvrsti ugljični materijal kako bi olakšali rast grafita. Ova nova strategija omogućava proizvodnju monokristalnih grafitnih filmova debljine oko 1 inča i 35 mikrona, ili više od 100.000 slojeva grafena za nekoliko dana. U poređenju sa svim dostupnim uzorcima grafita, monokristalni grafit ima toplotnu provodljivost od ~2880 W m-1K-1, beznačajan sadržaj nečistoća i minimalnu udaljenost između slojeva. (1) Uspješnom sintezom monokristalnih filmova nikla velike veličine kao ultra ravnih supstrata izbjegava se poremećaj sintetičkog grafita; (2) 100.000 slojeva grafena se uzgaja izotermno za oko 100 sati, tako da se svaki sloj grafena sintetiše u istom hemijskom okruženju i temperaturi, što osigurava ujednačen kvalitet grafita; (3) Kontinuirano dovod ugljika kroz poleđinu niklovane folije omogućava slojevima grafena da kontinuirano rastu vrlo velikom brzinom, otprilike jedan sloj svakih pet sekundi,”
Vrijeme objave: Nov-09-2022