Võimsa elektroonika jahutamine uusimates nutitelefonides võib olla suur väljakutse. Kuningas Abdullahi teaduse ja tehnoloogia ülikooli teadlased on välja töötanud kiire ja tõhusa meetodi süsinikumaterjalide loomiseks, mis sobib ideaalselt elektroonilistest seadmetest soojuse hajutamiseks. See mitmekülgne materjal võib leida muid rakendusi, alates gaasianduritest kuni päikesepaneelideni.
Paljud elektroonikaseadmed kasutavad elektrooniliste komponentide poolt genereeritud soojuse läbiviimiseks ja hajutamiseks grafiidifilme. Ehkki grafiit on süsiniku loomulik vorm, on elektroonika soojusjuhtimine nõudlik rakendus ja sõltub sageli kvaliteetsete mikronite paksuste grafiidifilmide kasutamisest. "Kuid nende grafiidifilmide valmistamise meetod, mis kasutab polümeerisid toorainena, on keeruline ja energiamahukas," selgitab Pedro Costa laboris postdokument Gitanjali Deokar, kes seda tööd juhtis. Filmid on valmistatud mitmeastmelise protsessi kaudu, mis nõuab temperatuuri kuni 3200 kraadi Celsiuse ja ei saa kileid õhemaid toota kui paar mikronit.
Deokar, Costa ja nende kolleegid on välja töötanud kiire ja energiasäästliku meetodi grafiidilehtede paksuseks muutmiseks. Meeskond kasutas niklifooliumil nanomeetri paksuste grafiidifilmide (NGFS) kasvatamiseks tehnikat nimega Chemical Aurude sadestumine (CVD), kus nikkel katalüüsib kuuma metaani muundamist selle pinnale grafiidiks. "Me saavutasime NGF-i vaid 5-minutilise CVD kasvuetapis reaktsioonitemperatuuril 900 kraadi Celsiuse," ütles Deokar.
NGF võib kasvada lehtedeks kuni 55 cm2 piirkonnas ja kasvada fooliumi mõlemal küljel. Selle saab eemaldada ja teistele pindadele üle kanda ilma polümeeri tugikihi vajaduseta, mis on tavaline nõue ühekihiliste grafeenkiledega töötamisel.
Töötades elektronmikroskoopia eksperdi Alessandro Genovese'iga, sai meeskond niklil NGF ristlõikeid ülekandeelektronmikroskoopia (TEM) pilte. "Grafiidfilmide ja niklifooliumi vahelise liidese jälgimine on enneolematu saavutus ja see annab täiendava ülevaate nende filmide kasvumehhanismist," sõnas Costa.
NGF-i paksus jääb kaubanduslikult saadaolevate mikronite paksuste grafiidifilmide ja ühekihiliste grafeeni vahele. "NGF täiendab grafeeni- ja tööstuslikke grafiidilehti, lisades kihiliste süsinikukilede arsenali," ütles Costa. Näiteks saab oma paindlikkust kasutada NGF -i termiliseks haldamiseks paindlikes mobiiltelefonides, mis hakkavad nüüd turule ilmuma. "Võrreldes grafeenfilmidega on NGF -i integreerimine odavam ja stabiilsem," lisas ta.
Kuid NGF -il on palju kasutusvõimalusi lisaks kuumuse hajumisele. TEM -piltidel esile tõstetud huvitav funktsioon on see, et mõned NGF -i osad on vaid mõned kihid süsiniku paksud. "Märkimisväärselt tagab grafeendomeenide mitmekihiliste kihtide olemasolu kogu filmis piisava nähtava valguse läbipaistvuse aste," ütles Deoka. Uurimisrühm püstitas hüpoteesi, et juhtivat, poolläbipaistvat NGF -i võiks kasutada päikesepatareide komponendina või lämmastiku dioksiidigaasi tuvastamiseks sensorimaterjalina. "Plaanime NGF -i seadmetesse integreerida, et see saaks toimida multifunktsionaalse aktiivse materjalina," ütles Costa.
Lisateave: Gitanjali Deokar jt, nanomeetri paksuste grafiidifilmide kiire kasv vahvli skaala niklifooliumil ja nende struktuurianalüüsil, nanotehnoloogia (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Kui puutute kokku kirjaviga, ebatäpsusega või soovite esitada sellel lehel sisu redigeerimise taotluse, kasutage seda vormi. Üldiste küsimuste korral kasutage meie kontaktvormi. Üldise tagasiside saamiseks kasutage allolevat avalikke kommentaare (järgige juhiseid).
Teie arvamus on meie jaoks oluline. Sõnumite suure mahu tõttu ei saa me siiski isikupärastatud vastust tagada.
Teie e -posti aadressi kasutatakse ainult selleks, et öelda saajatele, kes meili saatsid. Ei teie aadressi ega adressaadi aadressi ei kasutata muul eesmärgil. Sisestatud teave ilmub teie meilis ja seda ei salvesta Phys.org seda mingil kujul.
Saate oma postkastis iganädalasi ja/või igapäevaseid värskendusi. Võite igal ajal tellimuse tühistada ja me ei jaga teie üksikasju kunagi kolmandate osapooltega.
Teeme oma sisu kõigile kättesaadavaks. Kaaluge teaduse X missiooni toetamist esmaklassilise kontoga.
Postiaeg: september-05-2024