Pendinginan elektronik yang kuat di smartphone terbaru bisa menjadi tantangan utama. Para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi King Abdullah telah mengembangkan metode yang cepat dan efisien untuk menciptakan bahan karbon yang ideal untuk menghilangkan panas dari perangkat elektronik. Bahan serbaguna ini dapat menemukan aplikasi lain, dari sensor gas hingga panel surya.
Banyak perangkat elektronik menggunakan film grafit untuk melakukan dan menghilangkan panas yang dihasilkan oleh komponen elektronik. Meskipun grafit adalah bentuk alami karbon, manajemen termal dalam elektronik adalah aplikasi yang menuntut dan sering tergantung pada penggunaan film grafit mikron berkualitas tinggi. “Namun, metode membuat film-film grafit ini menggunakan polimer sebagai bahan baku kompleks dan intensif energi,” jelas Gitanjali Deokar, postdoc di lab Pedro Costa yang memimpin pekerjaan. Film-film ini dibuat melalui proses multi-langkah yang membutuhkan suhu hingga 3.200 derajat Celcius dan tidak dapat menghasilkan film lebih tipis daripada beberapa mikron.
Deokar, Costa dan rekan-rekannya telah mengembangkan metode yang cepat dan hemat energi untuk membuat lembaran grafit setebal 100 nanometer. Tim menggunakan teknik yang disebut Chemical Vapor Deposition (CVD) untuk menumbuhkan film grafit setebal nanometer (NGFS) pada foil nikel, di mana nikel mengkatalisasi konversi metana panas menjadi grafit di permukaannya. "Kami mencapai NGF hanya dalam langkah pertumbuhan CVD 5 menit pada suhu reaksi 900 derajat Celcius," kata Deokar.
NGF dapat tumbuh menjadi lembaran hingga 55 cm2 di daerah dan tumbuh di kedua sisi foil. Ini dapat dihapus dan ditransfer ke permukaan lain tanpa perlu lapisan pendukung polimer, yang merupakan persyaratan umum ketika bekerja dengan film graphene satu lapis.
Bekerja dengan ahli mikroskop elektron Alessandro Genovese, tim memperoleh gambar transmisi elektron mikroskop (TEM) dari penampang NGF pada nikel. "Mengamati antarmuka antara film grafit dan foil nikel adalah pencapaian yang belum pernah terjadi sebelumnya dan akan memberikan wawasan tambahan tentang mekanisme pertumbuhan film -film ini," kata Costa.
Ketebalan NGF jatuh antara film grafit mikron-tebal yang tersedia secara komersial dan graphene lapisan tunggal. "NGF melengkapi lembar grafit graphene dan industri, menambah gudang film karbon berlapis," kata Costa. Misalnya, karena fleksibilitasnya, NGF dapat digunakan untuk manajemen termal di ponsel fleksibel yang sekarang mulai muncul di pasaran. "Dibandingkan dengan film graphene, integrasi NGF akan lebih murah dan lebih stabil," tambahnya.
Namun, NGF memiliki banyak kegunaan di luar disipasi panas. Fitur menarik yang disorot dalam gambar TEM adalah bahwa beberapa bagian NGF hanya beberapa lapisan karbon tebal. "Hebatnya, keberadaan beberapa lapisan domain graphene memastikan tingkat transparansi cahaya tampak yang cukup di seluruh film," kata Deoka. Tim peneliti berhipotesis bahwa NGF konduktif dan tembus cahaya dapat digunakan sebagai komponen sel surya atau sebagai bahan penginderaan untuk mendeteksi gas nitrogen dioksida. "Kami berencana untuk mengintegrasikan NGF ke dalam perangkat sehingga dapat bertindak sebagai bahan aktif multifungsi," kata Costa.
Informasi lebih lanjut: Gitanjali Deokar et al., Pertumbuhan cepat film grafit setebal nanometer pada foil nikel skala wafer dan analisis struktural mereka, nanoteknologi (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidaktepatan, atau ingin mengirimkan permintaan untuk mengedit konten di halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, gunakan bagian komentar publik di bawah ini (ikuti instruksi).
Pendapat Anda penting bagi kami. Namun, karena tingginya volume pesan, kami tidak dapat menjamin respons yang dipersonalisasi.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima yang mengirim email. Alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Terima pembaruan mingguan dan/atau harian di kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan detail Anda dengan pihak ketiga.
Kami membuat konten kami dapat diakses oleh semua orang. Pertimbangkan mendukung misi Sains X dengan akun premium.
Waktu posting: Sep-05-2024