Tankewol foar registrearjen by Physics World As jo jo gegevens op elk momint wizigje wolle, besykje dan myn akkount
Grafytfilms kinne elektroanyske apparaten beskermje fan elektromagnetyske (EM) strieling, mar hjoeddeistige techniken foar it produsearjen dêrfan nimme ferskate oeren en fereaskje ferwurkingstemperatueren fan sawat 3000 °C. In team fan ûndersikers fan it Shenyang National Laboratory for Materials Science oan 'e Sineeske Akademy fan Wittenskippen hat no in alternative manier oantoand om heechweardige grafytfilms yn mar in pear sekonden te meitsjen troch hite strips fan nikkelfolie yn ethanol te blussen. De groei taryf foar dizze films is mear as twa oarders fan grutte heger as yn besteande metoaden, en de films 'elektryske conductivity en meganyske sterkte binne op par mei dy fan films makke mei gemyske damp deposition (CVD).
Alle elektroanyske apparaten produsearje wat EM-strieling. As apparaten hieltyd lytser wurde en op hegere en hegere frekwinsjes wurkje, groeit it potinsjeel foar elektromagnetyske ynterferinsje (EMI), en kin it de prestaasjes fan it apparaat en ek dy fan elektroanyske systemen yn 'e buert negatyf beynfloedzje.
Graphite, in allotrope fan koalstof boud út lagen fan grafene holden byinoar troch van der Waals krêften, hat in oantal opmerklike elektryske, termyske en meganyske eigenskippen dy't meitsje it in effektyf skyld tsjin EMI. It moat lykwols yn 'e foarm fan in heul tinne film wêze om in hege elektryske konduktiviteit te hawwen, wat wichtich is foar praktyske EMI-tapassingen, om't it betsjut dat it materiaal EM-wellen kin reflektearje en absorbearje as se ynteraksje mei de ladingsdragers binnen. it.
Op it stuit binne de wichtichste manieren om grafytfilm te meitsjen omfetsje pyrolyse op hege temperatuer fan aromaatyske polymeren of it opsteapjen fan grafeen (GO) okside as grafeen nanoblêden laach foar laach. Beide prosessen fereaskje hege temperatueren fan om de 3000 °C en ferwurkingstiden fan in oere. By CVD binne de fereaske temperatueren leger (tusken 700 oant 1300 °C), mar it duorret in pear oeren om nanometer-dikke films te meitsjen, sels yn fakuüm.
In team ûnder lieding fan Wencai Ren hat no binnen in pear sekonden heechweardige grafytfilm produsearre yn tsientallen nanometers dik troch nikkelfolie te ferwaarmjen nei 1200 °C yn in argonatmosfear en dan dizze folie rap yn ethanol by 0 °C te dompeljen. De koalstofatomen produsearre út de ûntbining fan ethanol diffúsje en oplosse yn it nikkel troch de hege koalstofoplosberens fan it metaal (0,4 wt% by 1200 °C). Om't dizze koalstofoplosberens by lege temperatuer sterk ôfnimt, skiede de koalstofatomen dêrnei ôf en falle út it nikkel-oerflak by it blussen, en produsearje in dikke grafytfilm. De ûndersikers melde dat de treflike katalytyske aktiviteit fan nikkel ek helpt by de formaasje fan heechkristalline grafyt.
Mei help fan in kombinaasje fan hege resolúsje oerdracht mikroskopy, X-ray diffraksje en Raman spektroskopy, Ren en kollega fûn dat it grafyt se produsearre wie tige kristallijn oer grutte gebieten, goed laach en befette gjin sichtbere defekten. De elektroanen konduktiviteit fan 'e film wie sa heech as 2,6 x 105 S / m, fergelykber mei films groeid troch CVD of hege temperatuertechniken en drukken fan GO / grafene films.
Om te testen hoe goed it materiaal EM-strieling koe blokkearje, oerdroegen it team films mei in oerflak fan 600 mm2 op substraten makke fan polyetyleentereftalaat (PET). Se mjitten doe de EMI-ôfskermingseffektiviteit (SE) fan 'e film yn it X-band frekwinsjeberik, tusken 8,2 en 12,4 GHz. Se fûnen in EMI SE fan mear as 14,92 dB foar in film fan likernôch 77 nm dik. Dizze wearde nimt ta mear as 20 dB (de minimale wearde dy't nedich is foar kommersjele applikaasjes) yn 'e hiele X-band as se mear films byinoar steapele. Ja, in film mei fiif stikken opsteapele grafytfilms (sawat 385 nm dik yn totaal) hat in EMI SE fan sawat 28 dB, wat betsjut dat it materiaal 99,84% fan ynfallende strieling blokkearje kin. Yn 't algemien mjitten it team in EMI-ôfskerming fan 481,000 dB / cm2 / g oer de X-band, en presteare alle earder rapporteare synthetyske materialen.
De ûndersikers sizze dat nei it bêste fan har kennis, har grafytfilm de tinste is ûnder rapportearre shielding materialen, mei in EMI shielding prestaasje dy't kin foldwaan oan de eask foar kommersjele applikaasjes. De meganyske eigenskippen binne ek geunstich. De breuksterkte fan it materiaal fan rûchwei 110 MPa (ekstraktearre út stress-strain-kurven fan it materiaal pleatst op in polycarbonate-stipe) is heger dan dy fan grafytfilms groeid troch de oare metoaden. De film is ek fleksibel, en kin 1000 kear bûgd wurde mei in bûgradius fan 5 mm sûnder syn EMI-ôfskermjende eigenskippen te ferliezen. It is ek thermysk stabyl oant 550 °C. It team is fan betinken dat dizze en oare eigenskippen betsjutte dat it kin wurde brûkt as in ultratin, lichtgewicht, fleksibel en effektyf EMI-ôfskermingsmateriaal foar tapassingen op in protte gebieten, ynklusyf loftfeart, lykas elektroanika en optoelektronika.
Lês de meast wichtige en spannende foarútgong yn materiaalwittenskip yn dit nije tydskrift foar iepen tagong.
Physics World fertsjintwurdiget in wichtich ûnderdiel fan 'e missy fan IOP Publishing om ûndersyk en ynnovaasje fan wrâldklasse te kommunisearjen nei it breedst mooglike publyk. De webside makket diel út fan 'e Physics World-portfolio, in samling online, digitale en printynformaasjetsjinsten foar de wrâldwide wittenskiplike mienskip.
Post tiid: mei-07-2020