Grafitul de înaltă calitate are rezistență mecanică excelentă, stabilitate termică, flexibilitate ridicată și conductivitate termică și electrică în plan foarte ridicată, făcându-l unul dintre cele mai importante materiale avansate pentru multe aplicații, cum ar fi conductorii fototermici folosiți ca baterii în telefoane. De exemplu, un tip special de grafit, grafitul pirolitic foarte ordonat (HOPG), este unul dintre cele mai frecvent utilizate în laboratoare. Material. Aceste proprietăți excelente se datorează structurii stratificate a grafitului, unde legăturile covalente puternice dintre atomii de carbon din straturile de grafen contribuie la proprietăți mecanice excelente, conductivitate termică și electrică, în timp ce interacțiunea dintre straturile de grafen este foarte mică. Acțiunea are ca rezultat un grad ridicat de flexibilitate. grafit. Deși grafitul a fost descoperit în natură de mai bine de 1000 de ani și sinteza lui artificială a fost studiată de mai bine de 100 de ani, calitatea mostrelor de grafit, atât natural, cât și sintetic, este departe de a fi ideală. De exemplu, dimensiunea celor mai mari domenii de grafit monocristal din materialele de grafit este de obicei mai mică de 1 mm, ceea ce este în contrast puternic cu dimensiunea multor cristale, cum ar fi cristalele simple de cuarț și cristalele simple de siliciu. Dimensiunea poate ajunge la scara unui metru. Dimensiunea foarte mică a grafitului monocristal se datorează interacțiunii slabe dintre straturile de grafit, iar planeitatea stratului de grafen este dificil de menținut în timpul creșterii, astfel încât grafitul se sparge cu ușurință în mai multe granițe de granule monocristaline în dezordine. . Pentru a rezolva această problemă cheie, profesorul emerit al Institutului Național de Știință și Tehnologie din Ulsan (UNIST) și colaboratorii săi Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge de la Universitatea Peking și alții au propus o strategie pentru sintetizarea ordinului de mărime subțire. monocristale de grafit. film, până la scara de inci. Metoda lor folosește ca substrat o folie de nichel monocristal, iar atomii de carbon sunt alimentați din spatele foliei de nichel printr-un „proces izotermic de dizolvare-difuzie-depunere”. În loc să folosească o sursă de carton gazos, au optat pentru un material solid de carbon pentru a facilita creșterea grafitului. Această nouă strategie face posibilă producerea de filme de grafit monocristal cu o grosime de aproximativ 1 inch și 35 de microni sau mai mult de 100.000 de straturi de grafen în câteva zile. În comparație cu toate probele de grafit disponibile, grafitul monocristal are o conductivitate termică de ~2880 W m-1K-1, un conținut nesemnificativ de impurități și o distanță minimă între straturi. (1) Sinteza cu succes a filmelor de nichel monocristal de dimensiuni mari ca substraturi ultraplate evită dezordonarea grafitului sintetic; (2) 100.000 de straturi de grafen sunt crescute izotermic în aproximativ 100 de ore, astfel încât fiecare strat de grafen să fie sintetizat în același mediu chimic și temperatură, ceea ce asigură calitatea uniformă a grafitului; (3) Furnizarea continuă de carbon prin partea din spate a foliei de nichel permite straturilor de grafen să crească continuu cu o rată foarte mare, aproximativ un strat la fiecare cinci secunde.”
Ora postării: 09-nov-2022