Охлаждение мощной электроники в последних смартфонах может стать серьезной проблемой. Исследователи из Университета науки и технологии Кинг Абдулла разработали быстрый и эффективный метод создания углеродных материалов, идеально подходящих для рассеивания тепла от электронных устройств. Этот универсальный материал может найти другие применения, от газовых датчиков до солнечных батарей.
Многие электронные устройства используют графитовые пленки для проведения и рассеивают тепло, генерируемое электронными компонентами. Хотя графит является естественной формой углерода, тепловое управление в электронике является требовательным применением и часто зависит от использования высококачественных графитовых пленок с микрон толщиной. «Тем не менее, метод создания этих графитовых пленок с использованием полимеров в качестве сырья является сложным и энергоемким»,-объясняет Гитанджали Деокар, постдок в лаборатории Педро Коста, который руководил работой. Пленки производятся с помощью многоэтапного процесса, который требует температуры до 3200 градусов по Цельсию и не может производить пленки более тонких, чем несколько микрон.
Deokar, Costa и их коллеги разработали быстрый и энергоэффективный метод для создания графитовых листов толщиной около 100 нанометров. Команда использовала технику, называемую химическим осаждением паров (CVD) для выращивания графитовых пленок толщиной нанометра (NGFS) на никелевой фольге, где никель катализирует превращение горячего метана в графит на ее поверхности. «Мы достигли NGF всего за 5-минутную стадию роста сердечно-сосудистых заболеваний при температуре реакции 900 градусов по Цельсию»,-сказал Деокар.
NGF может вырасти в листы до 55 см2 в районе и выращивать по обе стороны фольги. Его можно удалить и перенести на другие поверхности без необходимости в полимерном опорном слое, что является распространенным требованием при работе с однослойными графеновыми пленками.
Работая с экспертом по электронной микроскопии Alessandro Genovese, команда получила изображения трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) поперечного сечения NGF на никеле. «Наблюдение за интерфейсом между графитовыми пленками и никелевой фольгой является беспрецедентным достижением и даст дополнительную информацию о механизме роста этих фильмов», - сказал Коста.
Толщина NGF падает между коммерчески доступными графитовыми пленками с толщиной микрон и однослойным графеном. «NGF дополняет графен и промышленные графитовые листы, добавляя арсенал слоистых углеродных пленок», - сказал Коста. Например, благодаря своей гибкости, NGF может использоваться для теплового управления в гибких мобильных телефонах, которые сейчас начинают появляться на рынке. «По сравнению с графеновыми пленками, интеграция NGF будет дешевле и стабильнее», - добавил он.
Тем не менее, NGF имеет много применений за пределами тепла. Интересная особенность, выделенная на изображениях TEM, заключается в том, что некоторые части NGF представляют собой всего несколько слоев толщиной углерода. «Примечательно, что наличие нескольких слоев графеновых доменов обеспечивает достаточную степень видимой прозрачности света на протяжении всего фильма», - сказал Деока. Исследовательская группа предположила, что проводящий, полупрозрачный NGF может использоваться в качестве компонента солнечных элементов или в качестве чувствительного материала для обнаружения газа диоксида азота. «Мы планируем интегрировать NGF в устройства, чтобы он мог выступать в качестве многофункционального активного материала», - сказал Коста.
Дополнительная информация: Gitanjali Deokar et al., Быстрый рост графитовых пленок толщиной нанометрой на никелевой фольге масштаба пластин и их структурного анализа, Nanotechnology (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/aba712
Если вы столкнетесь с опечатки, неточности или хотели бы отправить запрос на редактирование контента на этой странице, используйте эту форму. Для общих вопросов, пожалуйста, используйте нашу контактную форму. Для общей обратной связи используйте раздел публичных комментариев ниже (следуйте инструкциям).
Ваше мнение важно для нас. Однако из -за большого объема сообщений мы не можем гарантировать индивидуальный ответ.
Ваш адрес электронной почты используется только для того, чтобы сообщить получателям, которые отправили электронное письмо. Ни ваш адрес, ни адрес получателя не будут использоваться для любой другой цели. Введенная вами информация появится в вашем электронном письме и не будет храниться Phys.org в любой форме.
Получайте еженедельные и/или ежедневные обновления в вашем почтовом ящике. Вы можете отказаться от подписки в любое время, и мы никогда не будем делиться вашими данными с третьими лицами.
Мы делаем наш контент доступным для всех. Подумайте о поддержке миссии Science X с помощью премиального аккаунта.
Время публикации: сентябрь-05-2024