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I filmi di grafite ponu schermu i dispositi elettronici da a radiazione elettromagnetica (EM), ma e tecniche attuali per a fabricazione piglianu parechje ore è necessitanu temperature di trasfurmazioni di circa 3000 ° C. Un squadra di circadori di u Laboratoriu Naziunale di Shenyang per a Scienza di i Materiali in l'Academia Cinese di Scienze hà avà dimustratu un modu alternativu di fà filmi di grafite di alta qualità in pochi secondi spegnendu strisce calde di foglia di nichel in etanolu. U ritmu di crescita di sti filmi hè più di dui ordini di grandezza più altu ch'è in i metudi esistenti, è a conduttività elettrica è a forza meccanica di i filmi sò à parità di quelli di i filmi fatti cù a deposizione chimica di vapore (CVD).
Tutti i dispositi elettronici pruducianu una radiazione EM. Siccomu i dispositi diventanu sempre più chjuchi è operanu à frequenze sempre più alte, u potenziale per l'interferenza elettromagnetica (EMI) cresce, è pò affettà negativamente u rendiment di u dispusitivu è ancu quellu di i sistemi elettronici vicini.
U grafite, un allotropu di carbone custruitu da strati di grafene tenuti inseme da e forze di van der Waals, hà una quantità di proprietà elettriche, termiche è meccaniche notevuli chì facenu un scudo efficace contr'à EMI. Tuttavia, deve esse in forma di una filma assai fina per avè una alta conduttività elettrica, chì hè impurtante per l'applicazioni EMI pratiche perchè significa chì u materiale pò riflette è assorbe l'onda EM mentre interagiscenu cù i trasportatori di carica in l'internu. lu.
Attualmente, i modi principali di fà film di grafite implicanu sia a pirolisi à alta temperatura di polimeri aromatici, sia l'impilazione di l'ossidu di graphene (GO) o nanosheets di graphene strati per strati. I dui prucessi necessitanu temperature elevate di circa 3000 ° C è tempi di trasfurmazioni di una ora. In CVD, e temperature richieste sò più bassu (trà 700 à 1300 ° C), ma ci vole uni pochi d'ora per fà filmi nanometru, ancu in vacuum.
Una squadra guidata da Wencai Ren hà avà pruduciutu un film di grafite di alta qualità di decine di nanometri di spessore in pochi secondi, scaldendu una foglia di nickel à 1200 ° C in una atmosfera d'argon è dopu immergendu rapidamente sta foglia in etanolu à 0 ° C. L'atomi di carbonu pruduciuti da a descomposizione di l'etanol si diffondenu è si dissolve in u nickel grazia à a solubilità di carbone elevata di u metallu (0,4% in peso à 1200 ° C). Parce que cette solubilité du carbone diminue considérablement à basse température, les atomes de carbone se séparent et précipitent ensuite de la surface du nickel pendant la trempe, produisant un film épais de graphite. I circadori informanu chì l'eccellente attività catalitica di u nichel aiuta ancu à a furmazione di grafite altamente cristallino.
Utilizendu una cumminazione di microscopia di trasmissione d'alta risoluzione, diffrazione di raghji X è spettroscopia Raman, Ren è i culleghi anu truvatu chì u grafitu chì anu pruduciutu era altamente cristallino nantu à grandi spazii, ben stratificati è ùn cuntene micca difetti visibili. A conductività di l'elettroni di a film hè stata cum'è 2,6 x 105 S / m, simili à i filmi cultivati da CVD o tecniche d'alta temperatura è presse di filmi GO / graphene.
Per pruvà quantu u materiale puderia bluccà a radiazione EM, a squadra hà trasferitu filmi cù una superficie di 600 mm2 nantu à sustrati fatti di polietilene tereftalato (PET). Dopu, anu misuratu l'efficacità di schermatura EMI (SE) di a film in a gamma di freccia di a banda X, trà 8,2 è 12,4 GHz. Anu trovu un EMI SE di più di 14.92 dB per un film di circa 77 nm di spessore. Stu valore aumenta à più di 20 dB (u valore minimu necessariu per l'applicazioni cummirciali) in tutta a banda X quandu anu impilatu più filmi inseme. Infatti, un film chì cuntene cinque pezzi di film di grafite impilati (circa 385 nm di spessore in totale) hà un EMI SE di circa 28 dB, chì significa chì u materiale pò bluccà u 99,84% di a radiazione incidente. In generale, a squadra hà misuratu una schermatura EMI di 481,000 dB/cm2/g in tutta a banda X, superando tutti i materiali sintetici riportati prima.
I circadori dicenu chì, à u megliu di a so cunniscenza, a so film di grafite hè u più sottile trà i materiali di schermatura riportati, cù un rendimentu di schermatura EMI chì pò suddisfà u requisitu per l'applicazioni cummerciale. E so proprietà meccaniche sò ancu favurevuli. A forza di frattura di u materiale di circa 110 MPa (estratta da curve di stress-strain di u materiale pusatu nantu à un supportu di policarbonate) hè più altu ch'è di i filmi di grafite cultivati da l'altri metudi. A film hè flexible, ancu, è pò esse curvatu 1000 volte cù un raghju di curvatura di 5 mm senza perde e so proprietà di schermatura EMI. Hè ancu termicamente stabile finu à 550 ° C. A squadra crede chì queste è altre proprietà significanu chì puderia esse aduprata cum'è un materiale di schermatura EMI ultrasottile, ligeru, flexible è efficace per l'applicazioni in parechji spazii, cumpresi l'aerospaziale è l'elettronica è l'optoelettronica.
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Tempu di pubblicazione: 07-07-2020