Chladenie výkonnej elektroniky v najnovších smartfónoch môže byť hlavnou výzvou. Vedci z University of Science and Technology University of King Abdullah vyvinuli rýchlu a efektívnu metódu vytvárania uhlíkových materiálov ideálnych na rozptyl tepla z elektronických zariadení. Tento všestranný materiál môže nájsť ďalšie aplikácie, od plynových senzorov po solárne panely.
Mnoho elektronických zariadení používa grafitové filmy na vykonávanie a rozptyľovanie tepla generovaného elektronickými komponentmi. Aj keď je grafit prirodzenou formou uhlíka, tepelné riadenie v elektronike je náročnou aplikáciou a často závisí od použitia vysoko kvalitných grafitových filmov mikrónov. „Metóda výroby týchto grafitových filmov pomocou polymérov ako surovín je však zložitá a energeticky náročná,“ vysvetľuje Gitanjali Deokar, postdokrát v laboratóriu Pedro Costa, ktorý viedol prácu. Filmy sa vyrábajú prostredníctvom viacstupňového procesu, ktorý vyžaduje teploty až do 3 200 stupňov Celzia a nemôžu produkovať filmy tenšie ako niekoľko mikrónov.
Deokar, Costa a ich kolegovia vyvinuli rýchlu a energeticky efektívnu metódu na to, aby sa grafitové listy dosiahli hrubé asi 100 nanometrov. Tím použil techniku nazývanú chemická depozícia pary (CVD) na pestovanie grafitových filmov s hrúbkou nanometrov (NGF) na niklovej fólii, kde nikel katalyzuje konverziu horúceho metánu na grafit na jeho povrchu. "NGF sme dosiahli iba v 5-minútovom kroku rastu CVD pri reakčnej teplote 900 stupňov Celzia," uviedol Deokar.
NGF môže rásť do listov do 55 cm2 v oblasti a narastať na oboch stranách fólie. Môže sa odstrániť a preniesť na iné povrchy bez potreby vrstvy podpory polyméru, čo je bežná požiadavka pri práci s jednosmerným grafénovým filmom.
V spolupráci s odborníkom na elektrónovú mikroskopiu Alessandro Genovese získal tím prenosových elektrónových mikroskopie (TEM) obrazov prierezu NGF na nikle. "Pozorovanie rozhrania medzi grafitovými filmami a niklovou fóliou je bezprecedentný úspech a poskytne ďalší pohľad na rastový mechanizmus týchto filmov," uviedol Costa.
Hrúbka NGF patrí medzi komerčne dostupné grafitové filmy s hrúbkou mikrónov a jednosmerným grafénom. "NGF dopĺňa grafénové a priemyselné grafitové listy a zvyšuje arzenál vrstvených uhlíkových filmov," uviedol Costa. Napríklad z dôvodu svojej flexibility sa NGF môže použiť na tepelné riadenie v flexibilných mobilných telefónoch, ktoré sa teraz začínajú objavovať na trhu. „V porovnaní s grafénovými filmami bude integrácia NGF lacnejšia a stabilnejšia,“ dodal.
NGF má však veľa využití po rozptyle tepla. Zaujímavou vlastnosťou zvýraznenou na obrázkoch TEM je to, že niektoré časti NGF sú iba niekoľko vrstiev uhlíka. "Je pozoruhodné, že prítomnosť viacerých vrstiev grafénových domén zaisťuje dostatočný stupeň priehľadnosti viditeľného svetla v celom filme," uviedol Deoka. Výskumný tím predpokladal, že vodivý, priesvitný NGF by sa mohol použiť ako súčasť solárnych článkov alebo ako snímací materiál na detekciu plynu oxidu dusíka. "Plánujeme integrovať NGF do zariadení, aby mohol pôsobiť ako multifunkčný aktívny materiál," uviedol Costa.
Ďalšie informácie: Gitanjali Deokar a kol., Rýchly rast grafitových filmov s hrúbkou nanometrov na niklovej fólii v meradle a ich štrukturálna analýza, nanotechnológia (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Ak sa stretnete s preklepom, nepresnosťou alebo by ste chceli odoslať žiadosť na úpravu obsahu na tejto stránke, použite tento formulár. Pre všeobecné otázky použite náš kontaktný formulár. Ak chcete získať všeobecnú spätnú väzbu, použite nižšie uvedenú časť verejných komentárov (postupujte podľa pokynov).
Váš názor je pre nás dôležitý. Z dôvodu veľkého množstva správ však nemôžeme zaručiť personalizovanú odpoveď.
Vaša e -mailová adresa sa používa iba na oznámenie príjemcom, ktorí poslali e -mail. Ani vaša adresa, ani adresa príjemcu sa nebudú používať na iný účel. Informácie, ktoré zadáte, sa zobrazia vo vašom e -maile a nebudú uložené spoločnosťou Phys.org v žiadnej podobe.
Dostávajte týždenné a/alebo denné aktualizácie vo svojej doručenej pošte. Môžete sa kedykoľvek odhlásiť a nikdy nebudeme zdieľať vaše podrobnosti s tretími stranami.
Náš obsah sprístupňujeme všetkým. Zvážte podporu poslania spoločnosti Science X prémiovým účtom.
Čas príspevku: sep-05-2024