Yuqori sifatli grafit mukammal mexanik kuchga, issiqlik barqarorligiga, yuqori moslashuvchanlikka va juda yuqori tekislikdagi issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega, bu uni telefonlarda batareya sifatida ishlatiladigan fototermik o'tkazgichlar kabi ko'plab ilovalar uchun eng muhim ilg'or materiallardan biriga aylantiradi. Misol uchun, grafitning maxsus turi, yuqori tartibli pirolitik grafit (HOPG) laboratoriyalarda eng ko'p ishlatiladiganlardan biridir. Material. Bu ajoyib xususiyatlar grafitning qatlamli tuzilishi bilan bog'liq bo'lib, bu erda grafen qatlamlaridagi uglerod atomlari orasidagi kuchli kovalent aloqalar mukammal mexanik xususiyatlarga, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga hissa qo'shadi, shu bilan birga grafen qatlamlari orasidagi o'zaro ta'sir juda kam. Harakat yuqori darajadagi moslashuvchanlikni keltirib chiqaradi. grafit. Grafit tabiatda 1000 yildan ortiq vaqt davomida kashf etilgan va uning sun'iy sintezi 100 yildan ortiq vaqt davomida o'rganilgan bo'lsa-da, tabiiy va sintetik grafit namunalarining sifati idealdan uzoqdir. Misol uchun, grafit materiallaridagi eng katta yagona kristalli grafit domenlarining o'lchami odatda 1 mm dan kam, bu kvarts monokristallari va silikon monokristallari kabi ko'plab kristallarning o'lchamidan keskin farq qiladi. Hajmi bir metr shkalasiga yetishi mumkin. Yagona kristalli grafitning juda kichik o'lchami grafit qatlamlari orasidagi zaif o'zaro ta'sirga bog'liq va grafen qatlamining tekisligini o'sish jarayonida saqlab qolish qiyin, shuning uchun grafit tartibsizlikda bir nechta monokristalli don chegaralariga osongina parchalanadi. . Ushbu asosiy muammoni hal qilish uchun Ulsan Milliy Fan va Texnologiya Instituti (UNIST) faxriy professori va uning hamkorlari professor Liu Kayxui, Pekin universiteti professori Vang Enge va boshqalar nozik tartibli kattalikni sintez qilish strategiyasini taklif qilishdi. grafit monokristallari. kino, dyuymli shkalagacha. Ularning usuli substrat sifatida bir kristalli nikel folga ishlatadi va uglerod atomlari nikel folga orqasidan "izotermik eritma-diffuziya-cho'kish jarayoni" orqali oziqlanadi. Gazli karton manbadan foydalanish o'rniga ular grafit o'sishini osonlashtirish uchun qattiq uglerod materialini tanladilar. Ushbu yangi strategiya bir necha kun ichida qalinligi taxminan 1 dyuym va 35 mikron yoki 100 000 dan ortiq grafen qatlamli bir kristalli grafit plyonkalarini ishlab chiqarish imkonini beradi. Barcha mavjud grafit namunalari bilan solishtirganda, bitta kristalli grafitning issiqlik o'tkazuvchanligi ~ 2880 Vt m-1K-1, aralashmalarning ahamiyatsiz tarkibi va qatlamlar orasidagi minimal masofa. (1) Ultra tekis substratlar sifatida katta o'lchamdagi monokristalli nikel plyonkalarining muvaffaqiyatli sintezi sintetik grafitning buzilishini oldini oladi; (2) grafenning 100 000 qatlami taxminan 100 soat ichida izotermik tarzda o'stiriladi, shuning uchun grafenning har bir qatlami bir xil kimyoviy muhitda va haroratda sintezlanadi, bu grafitning bir xil sifatini ta'minlaydi; (3) Nikel folga teskari tomoni orqali uglerodni uzluksiz etkazib berish grafen qatlamlarini doimiy ravishda juda yuqori tezlikda o'sishiga imkon beradi, taxminan har besh soniyada bir qatlam.
Yuborilgan vaqt: 09-noyabr 2022-yil