Visokokvalitetni grafit ima izvrsnu mehaničku čvrstoću, toplinsku stabilnost, visoku fleksibilnost i vrlo visoku toplinsku i električnu vodljivost u ravnini, što ga čini jednim od najvažnijih naprednih materijala za mnoge primjene kao što su fototermalni vodiči koji se koriste kao baterije u telefonima. Primjerice, posebna vrsta grafita, visoko uređeni pirolitički grafit (HOPG), jedan je od najčešće korištenih u laboratorijima. Materijal. Ova izvrsna svojstva posljedica su slojevite strukture grafita, gdje jake kovalentne veze između atoma ugljika u slojevima grafena doprinose izvrsnim mehaničkim svojstvima, toplinskoj i električnoj vodljivosti, dok je interakcija između slojeva grafena vrlo mala. Radnja rezultira visokim stupnjem fleksibilnosti. grafit. Iako je grafit otkriven u prirodi više od 1000 godina i njegova umjetna sinteza proučavana je više od 100 godina, kvaliteta uzoraka grafita, kako prirodnih tako i sintetskih, daleko je od idealne. Na primjer, veličina najvećih grafitnih domena monokristala u grafitnim materijalima obično je manja od 1 mm, što je u oštrom kontrastu s veličinom mnogih kristala kao što su monokristali kvarca i monokristali silicija. Veličina može doseći mjerilo jednog metra. Vrlo mala veličina monokristalnog grafita posljedica je slabe interakcije između grafitnih slojeva, a ravnost grafenskog sloja je teško održati tijekom rasta, tako da se grafit lako razbija u nekoliko granica monokristalnih zrna u neredu. . Kako bi riješili ovaj ključni problem, profesor emeritus s Nacionalnog instituta za znanost i tehnologiju Ulsan (UNIST) i njegovi suradnici prof. Liu Kaihui, prof. Wang Enge sa Sveučilišta u Pekingu i drugi predložili su strategiju za sintezu tankog reda veličine monokristali grafita. film, sve do inčne skale. Njihova metoda koristi monokristalnu foliju nikla kao supstrat, a atomi ugljika dovode se sa stražnje strane folije nikla kroz "izotermni proces otapanja-difuzije-taloženja". Umjesto korištenja izvora plinovitog kartona, odlučili su se za čvrsti ugljični materijal kako bi olakšali rast grafita. Ova nova strategija omogućuje proizvodnju monokristalnih grafitnih filmova debljine oko 1 inča i 35 mikrona, ili više od 100.000 slojeva grafena u nekoliko dana. U usporedbi sa svim dostupnim uzorcima grafita, monokristalni grafit ima toplinsku vodljivost ~2880 W m-1K-1, neznatan sadržaj nečistoća i minimalni razmak između slojeva. (1) Uspješna sinteza monokristalnih nikalnih filmova velike veličine kao ultra ravnih supstrata izbjegava poremećaj sintetskog grafita; (2) 100 000 slojeva grafena raste izotermalno u oko 100 sati, tako da se svaki sloj grafena sintetizira u istom kemijskom okruženju i temperaturi, što osigurava ujednačenu kvalitetu grafita; (3) Kontinuirana opskrba ugljikom kroz stražnju stranu folije od nikla omogućuje kontinuirani rast slojeva grafena vrlo velikom brzinom, otprilike jedan sloj svakih pet sekundi,”
Vrijeme objave: 9. studenog 2022