Refrixerar a poderosa electrónica nos últimos teléfonos intelixentes pode ser un reto importante. Os investigadores da King Abdullah University of Science and Technology desenvolveron un método rápido e eficiente para crear materiais de carbono ideais para disipar a calor dos dispositivos electrónicos. Este material versátil pode atopar outras aplicacións, desde sensores de gas ata paneis solares.
Moitos dispositivos electrónicos usan películas de grafito para realizar e disipar a calor xerada por compoñentes electrónicos. Aínda que o grafito é unha forma natural de carbono, a xestión térmica en electrónica é unha aplicación esixente e a miúdo depende do uso de películas de grafito de alta calidade de de alta calidade. "Non obstante, o método de facer estas películas de grafito usando polímeros como materias primas é complexo e intensivo en enerxía", explica Gitanjali Deokar, un posdoc no laboratorio de Pedro Costa que dirixiu o traballo. As películas realízanse mediante un proceso de varios pasos que require temperaturas de ata 3.200 graos centígrados e non poden producir películas máis finas que algunhas micras.
Deokar, Costa e os seus compañeiros desenvolveron un método rápido e eficiente enerxeticamente para facer follas de grafito uns 100 nanómetros de grosor. O equipo utilizou unha técnica chamada deposición de vapor químico (CVD) para cultivar películas de grafito nanómetro (NGFS) na folla de níquel, onde o níquel cataliza a conversión de metano quente en grafito na súa superficie. "Conseguimos NGF en só un paso de crecemento de CVD de 5 minutos a unha temperatura de reacción de 900 graos centígrados", dixo Deokar.
O NGF pode crecer en follas de ata 55 cm2 na zona e crecer a ambos os dous lados da folla. Pódese eliminar e transferir a outras superficies sen necesidade dunha capa de soporte de polímeros, que é un requisito común cando se traballa con películas de grafeno dunha soa capa.
Traballando co experto en microscopía electrónica Alessandro Genovese, o equipo obtivo imaxes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de seccións transversais de NGF en níquel. "Observar a interface entre as películas de grafito e a folla de níquel é un logro sen precedentes e proporcionará información adicional sobre o mecanismo de crecemento destas películas", dixo Costa.
O grosor de NGF cae entre películas de grafito de grafito de grosor de micras dispoñibles comercialmente e grafeno dunha soa capa. "NGF complementa as follas de grafeno e grafito industrial, engadindo ao arsenal de películas de carbono en capas", dixo Costa. Por exemplo, debido á súa flexibilidade, NGF pódese usar para a xestión térmica en teléfonos móbiles flexibles que agora comezan a aparecer no mercado. "En comparación coas películas de grafeno, a integración de NGF será máis barata e estable", engadiu.
Non obstante, NGF ten moitos usos máis alá da disipación de calor. Unha característica interesante resaltada nas imaxes TEM é que algunhas partes do NGF son só algunhas capas de grosor de carbono. "Notablemente, a presenza de múltiples capas de dominios de grafeno asegura un grao suficiente de transparencia de luz visible ao longo da película", dixo Deoka. O equipo de investigación hipotetizou que o NGF translúcido condutor e translúcido podería usarse como compoñente das células solares ou como material detectante para detectar gas dióxido de nitróxeno. "Pretendemos integrar NGF en dispositivos para que poida actuar como un material activo multifuncional", dixo Costa.
Máis información: Gitanjali Deokar et al., Rápido crecemento de películas de grafito de grafito de espesor nanómetro en folla de níquel a escala de oblea e a súa análise estrutural, nanotecnoloxía (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Se atopas un mecanografía, imprecisión ou desexa enviar unha solicitude para editar contido nesta páxina, use este formulario. Para preguntas xerais, use o noso formulario de contacto. Para obter comentarios xerais, use a sección de comentarios públicos a continuación (siga as instrucións).
A túa opinión é importante para nós. Non obstante, debido ao elevado volume de mensaxes, non podemos garantir unha resposta personalizada.
O seu enderezo de correo electrónico só se usa para indicar aos destinatarios que enviaron o correo electrónico. Nin o seu enderezo nin o enderezo do destinatario utilizaranse para ningún outro propósito. A información que introduce aparecerá no seu correo electrónico e non será almacenada por Phys.org en ningún formulario.
Recibe actualizacións semanais e/ou diarias na túa caixa de entrada. Podes dar de baixa en calquera momento e nunca compartiremos os teus datos con terceiros.
Facemos que o noso contido sexa accesible a todos. Considere apoiar a misión de Science X cunha conta premium.
Tempo de publicación: setembro de 05-2024