Eskerrik asko Physics World-en erregistratzeagatik Zure datuak edozein unetan aldatu nahi badituzu, mesedez bisitatu Nire kontua
Grafitozko filmek gailu elektronikoak erradiazio elektromagnetikotik (EM) babestu ditzakete, baina haiek fabrikatzeko egungo teknikek hainbat ordu behar dituzte eta 3000 °C inguruko prozesatzeko tenperaturak behar dituzte. Txinako Zientzien Akademiako Shenyang Materialen Zientziako Laborategi Nazionaleko ikertzaile talde batek kalitate handiko grafitozko filmak segundo gutxitan egiteko alternatiba bat erakutsi du orain, nikel-paperaren zerrenda beroak etanoletan itzaliz. Film hauen hazkunde-tasa lehendik dauden metodoetan baino bi magnitude-ordena baino handiagoa da, eta filmen eroankortasun elektrikoa eta erresistentzia mekanikoa lurrun-deposizio kimikoa (CVD) erabiliz egindako filmenen parekoak dira.
Gailu elektroniko guztiek EM erradiazio batzuk sortzen dituzte. Gailuak gero eta txikiagoak direnez eta gero eta maiztasun altuagoetan funtzionatzen duten heinean, interferentzia elektromagnetikoen potentziala (EMI) hazten da, eta gailuaren errendimenduari eta inguruko sistema elektronikoenari kalte egin diezaioke.
Grafitoak, van der Waals-en indarrek elkarrekin atxikitako grafeno geruzetatik eraikitako karbono alotropoa, propietate elektriko, termiko eta mekaniko nabarmenak ditu, EMIren aurkako ezkutu eraginkorra bihurtzen dutenak. Hala ere, oso film mehe baten forma izan behar du eroankortasun elektriko handia izan dezan, eta hori garrantzitsua da EMI aplikazio praktikoetarako, zeren esan nahi du materialak EM uhinak islatu eta xurga ditzakeela barneko karga-eramaileekin elkarreragin ahala. hura.
Gaur egun, grafitozko filma egiteko modu nagusiak polimero aromatikoen tenperatura altuko pirolisia edo grafeno oxidoa (GO) edo grafenozko nanoxaflak geruzaz geruza pilatzea dakar. Bi prozesuek 3000 °C inguruko tenperatura altuak eta ordubeteko prozesatzeko denborak behar dituzte. CVDn, beharrezkoak diren tenperaturak baxuagoak dira (700 eta 1300 °C artean), baina nanometroko lodierako filmak egiteko ordu batzuk behar dira, baita hutsean ere.
Wencai Ren-ek zuzentzen duen talde batek kalitate handiko grafito-filma ekoitzi du hamarka nanometroko lodiera segundo gutxitan nikel-papela 1200 °C-ra berotuz argon atmosferan eta gero paper hori azkar murgilduz 0 °C-tan etanolean. Etanolaren deskonposiziotik sortutako karbono atomoak nikelean hedatu eta disolbatzen dira metalaren karbono disolbagarritasun handiari esker (% 0,4 pisua 1200 °C-tan). Karbonoaren disolbagarritasun hori tenperatura baxuan asko murrizten denez, gero karbono-atomoak nikelaren gainazaletik bereizi eta hauspeatzen dira itzaltzean, grafito-film lodi bat sortuz. Ikertzaileek jakinarazi dutenez, nikelaren jarduera katalitiko bikainak grafito oso kristalinoa sortzen laguntzen du.
Bereizmen handiko transmisio-mikroskopia, X izpien difrakzioa eta Raman espektroskopia konbinatuta, Ren eta lankideek aurkitu zuten ekoizten zuten grafitoa oso kristalinoa zela eremu handietan, ondo geruzatuta eta akats ikusgarririk ez zuela. Filmaren elektroi-eroankortasuna 2,6 x 105 S/m-koa zen, CVD edo tenperatura altuko tekniken eta GO/grafeno filmen prentsaketaren bidez hazitako filmen antzekoa.
Materialak EM erradiazioa nola blokeatu zezakeen probatzeko, taldeak 600 mm2-ko azalera zuten filmak transferitu zituen polietileno tereftalatoz (PET) egindako substratuetara. Ondoren, filmaren EMI blindajearen eraginkortasuna (SE) neurtu dute X bandako maiztasun tartean, 8,2 eta 12,4 GHz artean. 14,92 dB baino gehiagoko EMI SE bat aurkitu zuten gutxi gorabehera 77 nm-ko lodiera duen film baterako. Balio hori 20 dB baino gehiagora (aplikazio komertzialetarako behar den gutxieneko balioa) handitzen da X banda osoan film gehiago pilatzen dituztenean. Izan ere, grafitozko film pilatutako bost zati dituen film batek (385 nm inguruko lodiera guztira) 28 dB inguruko EMI SE du, eta horrek esan nahi du materialak erradiazio intzidentearen %99,84 blokeatu dezakeela. Orokorrean, taldeak 481.000 dB/cm2/g-ko EMI blindajea neurtu zuen X-bandan, aurretik jakinarazitako material sintetiko guztiak gaindituz.
Ikertzaileek diotenez, euren grafitozko filma babesten duten materialen artean meheena dela diote, aplikazio komertzialen eskakizuna ase dezakeen EMI blindaje errendimenduarekin. Bere propietate mekanikoak ere onak dira. Materialaren haustura-erresistentzia 110 MPa ingurukoa (polikarbonatozko euskarri batean jarritako materialaren tentsio-tentsio-kurbetatik ateratakoa) beste metodo batzuekin hazitako grafitozko filmena baino handiagoa da. Filma malgua ere bada, eta 1.000 aldiz okertu daiteke 5 mm-ko okertze-erradioarekin, EMI blindaje propietateak galdu gabe. Gainera, termikoki egonkorra da 550 °C arte. Taldearen ustez, propietate hauek eta beste batzuk EMI babesteko material ultramehe, arin, malgu eta eraginkor gisa erabil daiteke arlo askotan, aeroespaziala nahiz elektronika eta optoelektronika barne.
Irakurri materialen zientziaren aurrerapen esanguratsuenak eta zirraragarrienak sarbide irekiko aldizkari berri honetan.
Physics World IOP Publishing-en misioaren funtsezko zati bat da mundu mailako ikerketa eta berrikuntza ahalik eta publiko zabalenari helarazteko. Webgunea Physics World zorroaren parte da, mundu mailako komunitate zientifikorako online, digital eta inprimatutako informazio zerbitzuen bilduma.
Argitalpenaren ordua: 2020-07-07