A kiváló minőségű grafit kiváló mechanikai szilárdsággal, termikus stabilitással, nagy rugalmassággal és nagyon magas síkbeli hő- és elektromos vezetőképességgel rendelkezik, így az egyik legfontosabb fejlett anyag számos alkalmazáshoz, például a telefonokban akkumulátorként használt fototermikus vezetőkhöz. Például egy speciális grafittípus, a magasan rendezett pirolitikus grafit (HOPG) az egyik leggyakrabban használt grafit a laboratóriumokban. Anyag. Ezek a kiváló tulajdonságok a grafit réteges szerkezetének köszönhetők, ahol a grafénrétegekben lévő szénatomok közötti erős kovalens kötések hozzájárulnak a kiváló mechanikai tulajdonságokhoz, a hő- és elektromos vezetőképességhez, miközben nagyon csekély a grafénrétegek közötti kölcsönhatás. A művelet nagyfokú rugalmasságot eredményez. grafit. Bár a grafitot több mint 1000 éve fedezték fel a természetben, mesterséges szintézisét pedig több mint 100 éve tanulmányozzák, a természetes és szintetikus grafitminták minősége korántsem az ideális. Például a grafitanyagok legnagyobb egykristályos grafitdoménjei általában 1 mm-nél kisebbek, ami éles ellentétben áll sok kristály méretével, mint például a kvarc egykristályok és a szilícium egykristályok. A mérete elérheti a méteres léptéket. Az egykristályos grafit igen kis mérete a grafitrétegek közötti gyenge kölcsönhatásnak köszönhető, valamint a grafénréteg síkságát a növekedés során nehéz fenntartani, így a grafit rendezetlenségben könnyen több egykristály szemcsehatárra törik. . Ennek a kulcsfontosságú problémának a megoldására az Ulsani Nemzeti Tudományos és Technológiai Intézet (UNIST) emeritus professzora és munkatársai, Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge a Pekingi Egyetemről és mások stratégiát javasoltak a vékony nagyságrendek szintetizálására. grafit egykristályok. film, egészen a hüvelyk skáláig. Módszerük egykristályos nikkelfóliát használ szubsztrátként, és a szénatomokat a nikkelfólia hátuljáról táplálják be „izoterm oldódási-diffúziós-lerakódási folyamaton keresztül”. A gáznemű kartonforrás használata helyett szilárd szénanyagot választottak a grafit növekedésének elősegítése érdekében. Ez az új stratégia lehetővé teszi, hogy néhány nap alatt körülbelül 1 hüvelyk és 35 mikron vastagságú, vagy több mint 100 000 grafénrétegű egykristályos grafitfilmeket állítsanak elő. Az összes elérhető grafitmintához képest az egykristályos grafit hővezető képessége ~2880 W m-1K-1, szennyeződéstartalma jelentéktelen, a rétegek közötti távolság minimális. (1) A nagyméretű egykristályos nikkelfilmek ultrasík szubsztrátumként történő sikeres szintézise elkerüli a szintetikus grafit rendezetlenségét; (2) 100 000 réteg grafént izotermikusan növesztenek körülbelül 100 óra alatt, így minden grafénréteg azonos kémiai környezetben és hőmérsékleten szintetizálódik, ami biztosítja a grafit egyenletes minőségét; (3) A nikkelfólia hátoldalán keresztül történő folyamatos szénellátás lehetővé teszi, hogy a grafénrétegek folyamatosan, nagyon nagy sebességgel növekedjenek, körülbelül öt másodpercenként egy réteget.
Feladás időpontja: 2022.11.09