Korkealaatuisella grafiitilla on erinomainen mekaaninen lujuus, lämmönkestävyys, korkea joustavuus ja erittäin korkea tasossa oleva lämmön- ja sähkönjohtavuus, mikä tekee siitä yhden tärkeimmistä edistyneistä materiaaleista moniin sovelluksiin, kuten puhelimien akkuina käytettäviin fotolämpöjohtimiin. Esimerkiksi grafiitin erikoistyyppi, erittäin järjestynyt pyrolyyttinen grafiitti (HOPG), on yksi yleisimmin käytetyistä laboratorioissa. Materiaali. Nämä erinomaiset ominaisuudet johtuvat grafiitin kerrosrakenteesta, jossa vahvat kovalenttiset sidokset grafeenikerrosten hiiliatomien välillä edistävät erinomaisia mekaanisia ominaisuuksia, lämmön- ja sähkönjohtavuutta, kun taas grafeenikerrosten välillä on hyvin vähän vuorovaikutusta. Toiminnan tuloksena on suuri joustavuus. grafiitti. Vaikka grafiittia on löydetty luonnosta yli 1000 vuotta ja sen keinotekoista synteesiä on tutkittu yli 100 vuotta, niin luonnollisten kuin synteettisten grafiittinäytteiden laatu on kaukana ihanteellisesta. Esimerkiksi grafiittimateriaalien suurimpien yksikiteisten grafiittidomeenien koko on tyypillisesti alle 1 mm, mikä on jyrkässä ristiriidassa monien kiteiden, kuten kvartsiyksittäisten kiteiden ja piin yksittäiskiteiden, kokoon nähden. Koko voi olla metrin mittakaavassa. Yksikiteisen grafiitin erittäin pieni koko johtuu heikosta grafiittikerrosten välisestä vuorovaikutuksesta, ja grafeenikerroksen tasaisuutta on vaikea ylläpitää kasvun aikana, joten grafiitti hajoaa helposti useiksi yksikiteisiksi raerajoiksi epäjärjestyneenä. . Tämän keskeisen ongelman ratkaisemiseksi Ulsanin kansallisen tiede- ja teknologiainstituutin (UNIST) emeritusprofessori ja hänen yhteistyökumppaninsa professori Liu Kaihui, professori Wang Enge Pekingin yliopistosta ja muut ovat ehdottaneet strategiaa ohuen suuruusluokan syntetisoimiseksi. grafiitin yksikiteitä. elokuva, tuuman mittakaavassa. Heidän menetelmänsä käyttää yksikiteistä nikkelikalvoa substraattina, ja hiiliatomit syötetään nikkelikalvon takaosasta "isotermisen liukenemis-diffuusio-kerrostusprosessin" kautta. Kaasumaisen pahvilähteen sijaan he valitsivat kiinteän hiilimateriaalin helpottamaan grafiitin kasvua. Tämä uusi strategia mahdollistaa yksikiteisten grafiittikalvojen valmistuksen, joiden paksuus on noin 1 tuuma ja 35 mikronia tai yli 100 000 grafeenikerrosta muutamassa päivässä. Kaikkiin saatavilla oleviin grafiittinäytteisiin verrattuna yksikiteisen grafiitin lämmönjohtavuus on ~2880 W m-1K-1, epäpuhtauspitoisuus on merkityksetön ja kerrosten välinen vähimmäisetäisyys. (1) Suurikokoisten yksikiteisten nikkelikalvojen onnistunut synteesi ultralitteinä alustoina välttää synteettisen grafiitin häiriöt; (2) 100 000 grafeenikerrosta kasvatetaan isotermisesti noin 100 tunnissa, jolloin jokainen grafeenikerros syntetisoituu samassa kemiallisessa ympäristössä ja lämpötilassa, mikä varmistaa grafiitin tasaisen laadun; (3) Jatkuva hiilen syöttö nikkelikalvon kääntöpuolen läpi mahdollistaa grafeenikerrosten jatkuvan kasvamisen erittäin nopeasti, noin yhden kerroksen joka viides sekunti.
Postitusaika: 09.11.2022