Làm mát các thiết bị điện tử mạnh mẽ trong các điện thoại thông minh mới nhất có thể là một thách thức lớn. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah đã phát triển một phương pháp nhanh chóng và hiệu quả để tạo ra các vật liệu carbon lý tưởng để tiêu tan nhiệt từ các thiết bị điện tử. Vật liệu đa năng này có thể tìm thấy các ứng dụng khác, từ cảm biến khí đến các tấm pin mặt trời.
Nhiều thiết bị điện tử sử dụng màng than chì để tiến hành và tiêu tán nhiệt được tạo ra bởi các thành phần điện tử. Mặc dù than chì là một dạng carbon tự nhiên, quản lý nhiệt trong thiết bị điện tử là một ứng dụng đòi hỏi khắt khe và thường phụ thuộc vào việc sử dụng màng than chì dày micron chất lượng cao. Tuy nhiên, phương pháp làm các màng than chì này sử dụng các polyme làm nguyên liệu thô rất phức tạp và tốn nhiều năng lượng, ông giải thích Gitanjali Deokar, một postdoc trong phòng thí nghiệm của Pedro Costa, người đã dẫn đầu công việc. Các bộ phim được thực hiện thông qua một quá trình nhiều bước đòi hỏi nhiệt độ lên tới 3.200 độ C, không thể sản xuất phim mỏng hơn một vài micron.
Deokar, Costa và các đồng nghiệp của họ đã phát triển một phương pháp nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng để làm cho các tấm than chì dày khoảng 100 nanomet. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là lắng đọng hơi hóa học (CVD) để phát triển màng than chì dày đặc (NGF) trên lá niken, trong đó niken xúc tác chuyển đổi metan nóng thành than chì trên bề mặt của nó. Chúng tôi đã đạt được NGF chỉ trong một bước tăng trưởng CVD 5 phút ở nhiệt độ phản ứng 900 độ C.
NGF có thể phát triển thành các tấm lên tới 55 cm2 trong diện tích và phát triển ở cả hai bên của lá. Nó có thể được loại bỏ và chuyển sang các bề mặt khác mà không cần lớp hỗ trợ polymer, đây là một yêu cầu phổ biến khi làm việc với các màng graphene một lớp.
Làm việc với chuyên gia kính hiển vi điện tử Alessandro Genovese, nhóm đã thu được hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của các mặt cắt của NGF trên niken. Quan sát giao diện giữa màng than chì và lá niken là một thành tích chưa từng có và sẽ cung cấp những hiểu biết bổ sung về cơ chế tăng trưởng của các bộ phim này, theo ông Cost Costa.
Độ dày của ngf rơi giữa màng than chì dày micron có bán trên thị trường và graphene một lớp. Các NGF NgF bổ sung cho graphene và các tấm than chì công nghiệp, thêm vào kho vũ khí của màng carbon nhiều lớp, theo ông Cost Costa. Ví dụ, do tính linh hoạt của nó, NGF có thể được sử dụng để quản lý nhiệt trong điện thoại di động linh hoạt hiện đang bắt đầu xuất hiện trên thị trường. So với các bộ phim graphene, sự tích hợp của NGF sẽ rẻ hơn và ổn định hơn, ông nói thêm.
Tuy nhiên, NGF có nhiều cách sử dụng ngoài sự tản nhiệt. Một tính năng thú vị được tô sáng trong các hình ảnh TEM là một số phần của NGF chỉ là một vài lớp dày carbon. Đáng chú ý, sự hiện diện của nhiều lớp các miền graphene đảm bảo một mức độ minh bạch ánh sáng có thể nhìn thấy đủ trong suốt bộ phim, theo Deoka. Nhóm nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng NGF có tính dẫn điện, mờ có thể được sử dụng như một thành phần của pin mặt trời hoặc làm vật liệu cảm biến để phát hiện khí nitơ dioxide. Chúng tôi có kế hoạch tích hợp NGF vào các thiết bị để nó có thể hoạt động như một vật liệu hoạt động đa chức năng, theo ông Cost Costa.
Thông tin thêm: Gitanjali Deokar và cộng sự, sự phát triển nhanh chóng của màng than chì dày nanomet trên lá niken quy mô wafer và phân tích cấu trúc của chúng, công nghệ nano (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/aba712
Nếu bạn gặp lỗi đánh máy, không chính xác hoặc muốn gửi yêu cầu chỉnh sửa nội dung trên trang này, vui lòng sử dụng biểu mẫu này. Đối với các câu hỏi chung, xin vui lòng sử dụng mẫu liên hệ của chúng tôi. Để có phản hồi chung, hãy sử dụng phần Nhận xét công khai bên dưới (làm theo hướng dẫn).
Ý kiến của bạn là quan trọng đối với chúng tôi. Tuy nhiên, do khối lượng tin nhắn lớn, chúng tôi không thể đảm bảo phản hồi được cá nhân hóa.
Địa chỉ email của bạn chỉ được sử dụng để nói với người nhận đã gửi email. Cả địa chỉ và địa chỉ của người nhận sẽ không được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác. Thông tin bạn nhập sẽ xuất hiện trong email của bạn và sẽ không được lưu trữ bởi Phys.org dưới mọi hình thức.
Nhận cập nhật hàng tuần và/hoặc hàng ngày trong hộp thư đến của bạn. Bạn có thể hủy đăng ký bất cứ lúc nào và chúng tôi sẽ không bao giờ chia sẻ chi tiết của bạn với các bên thứ ba.
Chúng tôi làm cho nội dung của chúng tôi có thể truy cập được cho mọi người. Xem xét hỗ trợ nhiệm vụ của Khoa học X với một tài khoản cao cấp.
Thời gian đăng: Tháng 9-05-2024