नए शोध से बेहतर ग्रेफाइट फिल्मों का पता चलता है

उच्च गुणवत्ता वाले ग्रेफाइट में उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति, थर्मल स्थिरता, उच्च लचीलापन और बहुत उच्च-इन-प्लेन थर्मल और विद्युत चालकता है, जो कई अनुप्रयोगों के लिए सबसे महत्वपूर्ण उन्नत सामग्रियों में से एक है जैसे कि फोटोथर्मल कंडक्टरों का उपयोग टेलीफोन में बैटरी के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक विशेष प्रकार का ग्रेफाइट, अत्यधिक आदेशित पायरोलाइटिक ग्रेफाइट (HOPG), प्रयोगशालाओं में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला एक है। सामग्री। ये उत्कृष्ट गुण ग्रेफाइट की स्तरित संरचना के कारण होते हैं, जहां ग्राफीन परतों में कार्बन परमाणुओं के बीच मजबूत सहसंयोजक बंधन उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों, थर्मल और विद्युत चालकता में योगदान करते हैं, जबकि ग्राफीन परतों के बीच बहुत कम बातचीत। उच्च स्तर के लचीलेपन में कार्रवाई होती है। ग्रेफाइट। यद्यपि ग्रेफाइट को 1000 से अधिक वर्षों से प्रकृति में खोजा गया है और इसके कृत्रिम संश्लेषण का 100 से अधिक वर्षों के लिए अध्ययन किया गया है, ग्रेफाइट के नमूनों की गुणवत्ता, प्राकृतिक और सिंथेटिक दोनों, आदर्श से बहुत दूर है। उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट सामग्री में सबसे बड़े एकल क्रिस्टल ग्रेफाइट डोमेन का आकार आमतौर पर 1 मिमी से कम होता है, जो कि क्वार्ट्ज सिंगल क्रिस्टल और सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल जैसे कई क्रिस्टल के आकार के विपरीत होता है। आकार एक मीटर के पैमाने तक पहुंच सकता है। एकल-क्रिस्टल ग्रेफाइट का बहुत छोटा आकार ग्रेफाइट परतों के बीच कमजोर बातचीत के कारण होता है, और ग्राफीन परत की सपाटता विकास के दौरान बनाए रखना मुश्किल है, इसलिए ग्रेफाइट आसानी से विकार में कई एकल-क्रिस्टल अनाज सीमाओं में टूट जाता है। । इस प्रमुख समस्या को हल करने के लिए, उल्सन नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (INIST) के प्रोफेसर एमेरिटस और उनके सहयोगी प्रो। लियू काइहुई, पेकिंग विश्वविद्यालय के प्रो। वांग एनज, और अन्य लोगों ने पतले ऑर्डर-ऑफ-मैग्निट्यूड ग्राफिट सिंगल क्रिस्टल को संश्लेषित करने के लिए एक रणनीति प्रस्तावित की है। फिल्म, इंच के पैमाने पर नीचे। उनकी विधि एक सब्सट्रेट के रूप में एक एकल-क्रिस्टल निकल पन्नी का उपयोग करती है, और कार्बन परमाणुओं को "इज़ोटेर्मल डिसफॉल्यूशन-डिफ्यूजन-डिपोज़िशन प्रक्रिया" के माध्यम से निकल पन्नी के पीछे से खिलाया जाता है। गैसीय कार्डबोर्ड स्रोत का उपयोग करने के बजाय, उन्होंने ग्रेफाइट विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए एक ठोस कार्बन सामग्री का विकल्प चुना। यह नई रणनीति कुछ दिनों में लगभग 1 इंच और 35 माइक्रोन, या 100,000 से अधिक ग्राफीन परतों की मोटाई के साथ एकल-क्रिस्टल ग्रेफाइट फिल्मों का उत्पादन करना संभव बनाती है। सभी उपलब्ध ग्रेफाइट नमूनों की तुलना में, सिंगल-क्रिस्टल ग्रेफाइट में ~ 2880 डब्ल्यू एम -1K-1 की थर्मल चालकता, अशुद्धियों की एक महत्वहीन सामग्री और परतों के बीच न्यूनतम दूरी है। (1) अल्ट्रा-फ्लैट सब्सट्रेट के रूप में बड़े आकार की एकल-क्रिस्टल निकल फिल्मों का सफल संश्लेषण सिंथेटिक ग्रेफाइट के अव्यवस्था से बचता है; (२) ग्राफीन की १००,००० परतें लगभग १०० घंटे में आइसोथर्मल रूप से उगाई जाती हैं, ताकि ग्राफीन की प्रत्येक परत को एक ही रासायनिक वातावरण और तापमान में संश्लेषित किया जाए, जो ग्रेफाइट की समान गुणवत्ता सुनिश्चित करता है; (3) निकेल पन्नी के रिवर्स साइड के माध्यम से कार्बन की निरंतर आपूर्ति ग्राफीन की परतों को लगातार उच्च दर से लगातार बढ़ने की अनुमति देती है, लगभग एक परत हर पांच सेकंड में, "