გრაფიტის ფურცლები ეხმარება ახალი თაობის სმარტფონებს

უახლეს სმარტფონებში ძლიერი ელექტრონიკის გაგრილება შეიძლება მთავარი გამოწვევა იყოს. მეფე აბდულას მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს სწრაფი და ეფექტური მეთოდი ნახშირბადის მასალების შესაქმნელად, რომელიც იდეალურია ელექტრონული მოწყობილობებისგან სითბოს გასათავისუფლებლად. ამ მრავალმხრივ მასალას შეუძლია იპოვოთ სხვა პროგრამები, გაზის სენსორებიდან მზის პანელებამდე.
მრავალი ელექტრონული მოწყობილობა იყენებს გრაფიტურ ფილმებს ელექტრონული კომპონენტებით წარმოქმნილი სითბოს ჩასატარებლად და გასანადგურებლად. მიუხედავად იმისა, რომ გრაფიტი ნახშირბადის ბუნებრივი ფორმაა, ელექტრონიკაში თერმული მენეჯმენტი მოთხოვნადი პროგრამაა და ხშირად დამოკიდებულია მაღალი ხარისხის მიკრონული სისქის გრაფიტის ფილმების გამოყენებაზე. ”ამასთან, ამ გრაფიტური ფილმების გადაღების მეთოდი პოლიმერებით, როგორც ნედლეული, არის რთული და ენერგეტიკული ინტენსიური”,-განმარტავს პედრო კოსტას ლაბორატორიაში გიტანჯალი დოკარი, რომელიც ხელმძღვანელობდა სამუშაოს. ფილმები გადაღებულია მრავალსაფეხურიანი პროცესის საშუალებით, რომელიც მოითხოვს ტემპერატურას 3,200 გრადუსამდე ცელსიუსამდე და ვერ წარმოქმნის ფილმებს უფრო თხელი, ვიდრე რამდენიმე მიკრონი.
Deokar, Costa და მათი კოლეგები შეიმუშავეს სწრაფი და ენერგოეფექტური მეთოდი გრაფიტის ფურცლების დაახლოებით 100 ნანომეტრის სქელი. გუნდმა გამოიყენა ტექნიკა, სახელწოდებით ქიმიური ორთქლის დეპონირება (CVD), ნიკელის კილიტაზე ნანომეტრის სისქის გრაფიტის ფილმების (NGFs) გასაზრდელად, სადაც ნიკელი კატალიზაციას უწევს ცხელ მეთანის გრაფიტს მის ზედაპირზე გადაქცევას. ”ჩვენ მივაღწიეთ NGF- ს მხოლოდ 5 წუთიანი CVD ზრდის ნაბიჯში, რეაქციის ტემპერატურაზე 900 გრადუსი ცელსიუსით,”-თქვა დოკარმა.
NGF შეიძლება გადაიზარდოს ფურცლებში 55 სმ 2 -მდე და იზრდება კილიტა ორივე მხრიდან. მისი ამოღება და სხვა ზედაპირებზე გადაყვანა შესაძლებელია პოლიმერული დამხმარე ფენის საჭიროების გარეშე, რაც ჩვეულებრივი მოთხოვნაა ერთ ფენის გრაფენის ფილმებთან მუშაობისას.
ელექტრონული მიკროსკოპის ექსპერტ ალესანდრო ჯენოვესთან მუშაობისას, გუნდმა მოიპოვა გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპია (TEM) NGF- ის ჯვარედინი მონაკვეთების სურათები ნიკელზე. ”გრაფიტურ ფილმებსა და ნიკელის კილიტას შორის ინტერფეისის დაკვირვება უპრეცედენტო მიღწევაა და დამატებით წარმოდგენებს ამ ფილმების ზრდის მექანიზმს”, - თქვა კოსტამ.
NGF- ის სისქე მოდის კომერციულად ხელმისაწვდომი მიკრონული სისქის გრაფიტის ფილმებსა და ერთ ფენის გრაფენს შორის. ”NGF ავსებს გრაფენის და სამრეწველო გრაფიტის ფურცლებს, და ამატებს ფენიანი ნახშირბადის ფილმების არსენალს,” - თქვა კოსტამ. მაგალითად, მისი მოქნილობის გამო, NGF შეიძლება გამოყენებულ იქნას თერმული მენეჯმენტისთვის მოქნილი მობილური ტელეფონებით, რომლებიც ახლა ბაზარზე იწყებენ გამოჩენას. ”გრაფენის ფილმებთან შედარებით, NGF- ის ინტეგრაცია უფრო იაფი და სტაბილური იქნება”, - დასძინა მან.
ამასთან, NGF– ს აქვს მრავალი გამოყენება სითბოს დაშლის მიღმა. TEM სურათებში ხაზგასმული საინტერესო თვისებაა ის, რომ NGF– ის ზოგიერთი ნაწილი ნახშირბადის სქელი მხოლოდ რამდენიმე ფენაა. ”გასაკვირი, გრაფენის დომენების მრავალჯერადი ფენის არსებობა უზრუნველყოფს თვალსაჩინო მსუბუქი გამჭვირვალობის საკმარის ხარისხს მთელი ფილმის განმავლობაში,” - თქვა დეოკამ. კვლევის ჯგუფმა ჰიპოთეზა მიიღო, რომ გამტარ, გამჭვირვალე NGF შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მზის უჯრედების კომპონენტი, ან როგორც სენსორული მასალა აზოტის დიოქსიდის გაზის გამოსავლენად. ”ჩვენ ვგეგმავთ NGF- ს ინტეგრირებას მოწყობილობებში, რათა მას შეუძლია იმოქმედოს როგორც მრავალფუნქციური აქტიური მასალა,” - თქვა კოსტამ.
დამატებითი ინფორმაცია: Gitanjali Deokar et al., ნანომეტრის სისქის გრაფიტის ფილმების სწრაფი ზრდა ვაფლის მასშტაბის ნიკელის კილიტაზე და მათ სტრუქტურულ ანალიზზე, ნანოტექნოლოგია (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/aba712
თუ შეხვდებით ტიპოს, უზუსტობას, ან გსურთ წარუდგინოთ მოთხოვნა ამ გვერდზე შინაარსის რედაქტირების შესახებ, გთხოვთ გამოიყენოთ ეს ფორმა. ზოგადი კითხვებისთვის, გთხოვთ, გამოიყენოთ ჩვენი საკონტაქტო ფორმა. ზოგადი გამოხმაურებისთვის, გამოიყენეთ საჯარო კომენტარების სექცია ქვემოთ (დაიცავით ინსტრუქციები).
თქვენი აზრი ჩვენთვის მნიშვნელოვანია. ამასთან, შეტყობინებების მაღალი მოცულობის გამო, ჩვენ ვერ გავითვალისწინებთ პერსონალიზებულ პასუხს.
თქვენი ელექტრონული ფოსტის მისამართი გამოიყენება მხოლოდ იმისთვის, რომ აცნობოს მიმღებს, რომლებმაც გაუგზავნეს ელ.წერილი. არც თქვენი მისამართი და არც მიმღების მისამართი არ იქნება გამოყენებული სხვა მიზნით. თქვენს მიერ შეყვანილი ინფორმაცია გამოჩნდება თქვენს ელ.ფოსტაში და არ ინახება Phys.org– ს ნებისმიერი ფორმით.
მიიღეთ ყოველკვირეული ან/და ყოველდღიური განახლებები თქვენს შემოსულებში. შეგიძლიათ ნებისმიერ დროს გაუქმოთ და ჩვენ ვერასდროს გავუზიარებთ თქვენს დეტალებს მესამე პირებთან.
ჩვენ ჩვენს შინაარსს ყველასთვის ხელმისაწვდომი გახდის. განვიხილოთ Science X- ის მისიის მხარდაჭერა Premium ანგარიშით.