Kuweka umeme kwa nguvu kwenye smartphones za hivi karibuni inaweza kuwa changamoto kubwa. Watafiti katika Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha King Abdullah wameunda njia ya haraka na bora ya kuunda vifaa vya kaboni bora kwa kufuta joto kutoka kwa vifaa vya elektroniki. Nyenzo hii inayobadilika inaweza kupata programu zingine, kutoka kwa sensorer za gesi hadi paneli za jua.
Vifaa vingi vya elektroniki hutumia filamu za grafiti kufanya na kumaliza joto linalotokana na vifaa vya elektroniki. Ingawa grafiti ni aina ya asili ya kaboni, usimamizi wa mafuta katika vifaa vya elektroniki ni matumizi ya mahitaji na mara nyingi inategemea utumiaji wa filamu za ubora wa micron-nene. "Walakini, njia ya kutengeneza filamu hizi za grafiti kwa kutumia polima kama malighafi ni ngumu na ni ya nguvu," anafafanua Gitanjali Deokar, postdoc katika maabara ya Pedro Costa ambaye aliongoza kazi hiyo. Filamu hizo zinafanywa kupitia mchakato wa hatua nyingi ambazo zinahitaji joto hadi nyuzi 3,200 Celsius na haziwezi kutoa filamu nyembamba kuliko microns chache.
Deokar, Costa na wenzao wameunda njia ya haraka na yenye nguvu ya kutengeneza shuka za grafiti kuhusu nanometers 100 nene. Timu hiyo ilitumia mbinu inayoitwa Chemical Vapor Deposition (CVD) kukuza filamu za nanometer-nene grafiti (NGFS) kwenye foil ya nickel, ambapo nickel inachochea ubadilishaji wa methane moto kuwa grafiti juu ya uso wake. "Tulipata NGF katika hatua ya ukuaji wa CVD ya dakika 5 kwa joto la athari ya nyuzi 900 Celsius," Deokar alisema.
NGF inaweza kukua kuwa shuka hadi 55 cm2 katika eneo na kukua pande zote za foil. Inaweza kuondolewa na kuhamishiwa kwa nyuso zingine bila hitaji la safu ya msaada wa polymer, ambayo ni hitaji la kawaida wakati wa kufanya kazi na filamu za graphene za safu moja.
Kufanya kazi na mtaalam wa microscopy ya elektroni Alessandro Genovese, timu ilipata picha za maambukizi ya elektroni (TEM) ya sehemu za msalaba za NGF kwenye nickel. "Kuangalia maelewano kati ya filamu za grafiti na foil ya nickel ni mafanikio ambayo hayajawahi kufanywa na itatoa ufahamu zaidi katika utaratibu wa ukuaji wa filamu hizi," Costa alisema.
Unene wa NGF huanguka kati ya filamu za grafiti za micron-nene na graphene ya safu moja. "NGF inakamilisha karatasi za graphene na viwandani, na kuongeza kwenye safu ya filamu za kaboni zilizowekwa," Costa alisema. Kwa mfano, kwa sababu ya kubadilika kwake, NGF inaweza kutumika kwa usimamizi wa mafuta katika simu rahisi za rununu ambazo sasa zinaanza kuonekana kwenye soko. "Ikilinganishwa na filamu za graphene, ujumuishaji wa NGF utakuwa nafuu na thabiti zaidi," ameongeza.
Walakini, NGF ina matumizi mengi zaidi ya utaftaji wa joto. Kipengele cha kufurahisha kilichoonyeshwa kwenye picha za TEM ni kwamba sehemu zingine za NGF ni tabaka chache tu za nene ya kaboni. "Kwa kushangaza, uwepo wa tabaka nyingi za vikoa vya graphene inahakikisha kiwango cha kutosha cha uwazi wa mwanga katika filamu," Deoka alisema. Timu ya utafiti iligundua kwamba NGF yenye nguvu, inayoweza kutumiwa inaweza kutumika kama sehemu ya seli za jua au kama nyenzo ya kuhisi ya kugundua gesi ya nitrojeni dioksidi. "Tunapanga kuunganisha NGF katika vifaa ili iweze kufanya kama nyenzo ya kazi nyingi," Costa alisema.
Habari zaidi: Gitanjali Deokar et al., Ukuaji wa haraka wa filamu za grafiti za nanometer-nene kwenye foil ya nickel ya kiwango cha juu na uchambuzi wao wa muundo, Nanotechnology (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/aba712
Ikiwa utakutana na typo, usahihi, au ungependa kuwasilisha ombi la kuhariri yaliyomo kwenye ukurasa huu, tafadhali tumia fomu hii. Kwa maswali ya jumla, tafadhali tumia fomu yetu ya mawasiliano. Kwa maoni ya jumla, tumia sehemu ya maoni ya umma hapa chini (fuata maagizo).
Maoni yako ni muhimu kwetu. Walakini, kwa sababu ya idadi kubwa ya ujumbe, hatuwezi kuhakikisha majibu ya kibinafsi.
Anwani yako ya barua pepe hutumiwa tu kuwaambia wapokeaji waliotuma barua pepe. Wala anwani yako au anwani ya mpokeaji haitatumika kwa sababu nyingine yoyote. Habari unayoingia itaonekana katika barua pepe yako na haitahifadhiwa na Phys.org kwa aina yoyote.
Pokea sasisho za kila wiki na/au kila siku kwenye kikasha chako. Unaweza kujiondoa wakati wowote na hatutashiriki maelezo yako na wahusika wengine.
Tunafanya yaliyomo yetu kupatikana kwa kila mtu. Fikiria kuunga mkono utume wa Sayansi X na akaunti ya premium.
Wakati wa chapisho: SEP-05-2024