Augstas kvalitātes grafītam ir lieliska mehāniskā izturība, termiskā stabilitāte, augsta elastība un ļoti augsta siltumvadītspēja plaknē, padarot to par vienu no svarīgākajiem uzlabotajiem materiāliem daudzām vajadzībām, piemēram, fototermiskajiem vadītājiem, ko izmanto kā akumulatorus tālruņos. Piemēram, īpašs grafīta veids, ļoti sakārtots pirolītiskais grafīts (HOPG), ir viens no visbiežāk izmantotajiem laboratorijās. Materiāls. Šīs lieliskās īpašības ir saistītas ar grafīta slāņveida struktūru, kur spēcīgas kovalentās saites starp oglekļa atomiem grafēna slāņos veicina izcilas mehāniskās īpašības, siltumvadītspēju un elektrisko vadītspēju, bet ļoti maza mijiedarbība starp grafēna slāņiem. Darbības rezultātā tiek nodrošināta augsta elastības pakāpe. grafīts. Lai gan dabā grafīts ir atklāts jau vairāk nekā 1000 gadus un tā mākslīgā sintēze pētīta vairāk nekā 100 gadus, gan dabīgo, gan sintētisko grafīta paraugu kvalitāte ir tālu no ideālas. Piemēram, lielāko viena kristāla grafīta domēnu izmērs grafīta materiālos parasti ir mazāks par 1 mm, kas ir krasā pretstatā daudzu kristālu izmēram, piemēram, kvarca monokristāliem un silīcija monokristāliem. Izmērs var sasniegt metra skalu. Viena kristāla grafīta ļoti mazais izmērs ir saistīts ar vājo mijiedarbību starp grafīta slāņiem, un augšanas laikā ir grūti uzturēt grafēna slāņa plakanumu, tāpēc grafīts tiek viegli sadalīts vairākās viena kristāla graudu robežās nekārtībā. . Lai atrisinātu šo galveno problēmu, Ulsanas Nacionālā zinātnes un tehnoloģiju institūta (UNIST) emeritētais profesors un viņa līdzstrādnieki prof. Liu Kaihui, prof. Van Enge no Pekinas universitātes un citi ir ierosinājuši stratēģiju plānas lieluma kārtas sintezēšanai. grafīta monokristāli. filma līdz collu mērogam. Viņu metodē kā substrātu tiek izmantota viena kristāla niķeļa folija, un oglekļa atomi tiek padoti no niķeļa folijas aizmugures, izmantojot "izotermisku šķīdināšanas-difūzijas-nogulsnēšanas procesu". Tā vietā, lai izmantotu gāzveida kartona avotu, viņi izvēlējās cietu oglekļa materiālu, lai veicinātu grafīta augšanu. Šī jaunā stratēģija ļauj dažu dienu laikā ražot viena kristāla grafīta plēves, kuru biezums ir aptuveni 1 colla un 35 mikroni vai vairāk nekā 100 000 grafēna slāņu. Salīdzinot ar visiem pieejamajiem grafīta paraugiem, vienkristāla grafīta siltumvadītspēja ir ~2880 W m-1K-1, nenozīmīgs piemaisījumu saturs un minimālais attālums starp slāņiem. (1) Liela izmēra vienkristāla niķeļa plēvju kā īpaši plakanu substrātu veiksmīga sintēze novērš sintētiskā grafīta traucējumus; (2) 100 000 grafēna slāņu izotermiski izaudzē aptuveni 100 stundu laikā, lai katrs grafēna slānis tiktu sintezēts vienā ķīmiskajā vidē un temperatūrā, kas nodrošina vienmērīgu grafīta kvalitāti; (3) Nepārtraukta oglekļa padeve caur niķeļa folijas aizmuguri ļauj grafēna slāņiem nepārtraukti augt ļoti lielā ātrumā, apmēram vienu slāni ik pēc piecām sekundēm.
Izlikšanas laiks: Nov-09-2022