Grafit af høj kvalitet har fremragende mekanisk styrke, termisk stabilitet, høj fleksibilitet og meget høj termisk og elektrisk ledningsevne i planet, hvilket gør det til et af de vigtigste avancerede materialer til mange applikationer, såsom fototermiske ledere, der bruges som batterier i telefoner. For eksempel er en særlig type grafit, højordnet pyrolytisk grafit (HOPG), en af de mest almindeligt anvendte i laboratorier. Materiale. Disse fremragende egenskaber skyldes grafittens lagdelte struktur, hvor stærke kovalente bindinger mellem carbonatomerne i grafenlagene bidrager til fremragende mekaniske egenskaber, termisk og elektrisk ledningsevne, mens der er meget lidt interaktion mellem grafenlagene. Handlingen resulterer i en høj grad af fleksibilitet. grafit. Selvom grafit er blevet opdaget i naturen i mere end 1000 år, og dets kunstige syntese er blevet undersøgt i mere end 100 år, er kvaliteten af grafitprøver, både naturlige og syntetiske, langt fra ideel. For eksempel er størrelsen af de største enkeltkrystalgrafitdomæner i grafitmaterialer typisk mindre end 1 mm, hvilket står i skarp kontrast til størrelsen af mange krystaller såsom kvartsenkeltkrystaller og siliciumenkeltkrystaller. Størrelsen kan nå op på en meters skala. Den meget lille størrelse af enkeltkrystalgrafit skyldes den svage interaktion mellem grafitlagene, og grafenlagets fladhed er svær at opretholde under væksten, så grafit brydes let i flere enkeltkrystalkorngrænser i uorden. . For at løse dette nøgleproblem har professor emeritus fra Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) og hans samarbejdspartnere Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge fra Peking University og andre foreslået en strategi til at syntetisere tynd størrelsesorden grafit enkeltkrystaller. film, ned til tomme skalaen. Deres metode bruger en enkeltkrystal nikkelfolie som et substrat, og carbonatomer tilføres fra bagsiden af nikkelfolien gennem en "isotermisk opløsning-diffusion-aflejringsproces". I stedet for at bruge en gasformig papkilde, valgte de et solidt kulstofmateriale for at lette grafitvæksten. Denne nye strategi gør det muligt at producere enkeltkrystal-grafitfilm med en tykkelse på omkring 1 tomme og 35 mikron eller mere end 100.000 grafenlag på få dage. Sammenlignet med alle tilgængelige grafitprøver har enkeltkrystalgrafit en termisk ledningsevne på ~2880 W m-1K-1, et ubetydeligt indhold af urenheder og en minimumsafstand mellem lagene. (1) Succesfuld syntese af enkeltkrystal nikkelfilm af stor størrelse som ultraflade substrater undgår forstyrrelse af syntetisk grafit; (2) 100.000 lag grafen dyrkes isotermisk på omkring 100 timer, således at hvert lag grafen syntetiseres i samme kemiske miljø og temperatur, hvilket sikrer ensartet kvalitet af grafit; (3) Den kontinuerlige tilførsel af kulstof gennem bagsiden af nikkelfolien tillader lagene af grafen kontinuerligt at vokse med en meget høj hastighed, cirka et lag hvert femte sekund."
Indlægstid: 9-november 2022