Tapadh leibh airson clàradh le Physics World Ma tha thu airson d’ fhiosrachadh atharrachadh aig àm sam bith, tadhal air Mo chunntas
Faodaidh filmichean graphite innealan dealanach a dhìon bho rèididheachd electromagnetic (EM), ach bheir dòighean gnàthach airson an saothrachadh grunn uairean a thìde agus feumaidh iad teòthachd giollachd timcheall air 3000 ° C. Tha sgioba de luchd-rannsachaidh bho Obair-lann Nàiseanta Shenyang airson Saidheans Stuthan aig Acadamaidh Saidheansan Shìona a-nis air dòigh eile a nochdadh airson filmichean grafait àrd-inbhe a dhèanamh ann am beagan dhiog le bhith a’ cuir às do stiallan teth de foil nicil ann an ethanol. Tha an ìre fàis airson na filmichean sin barrachd air dà òrdugh meudachd nas àirde na anns na dòighean a th’ ann mar-thà, agus tha seoltachd dealain agus neart meacanaigeach nam filmichean co-ionann ris an fheadhainn ann am filmichean a chaidh a dhèanamh a’ cleachdadh tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD).
Bidh a h-uile inneal dealanach a’ toirt a-mach beagan rèididheachd EM. Mar a bhios innealan a’ fàs nas lugha a-riamh agus ag obair aig triceadan nas àirde agus nas àirde, bidh an comas airson bacadh electromagnetic (EMI) a’ fàs, agus faodaidh e droch bhuaidh a thoirt air coileanadh an inneil a bharrachd air coileanadh nan siostaman dealanach faisg air làimh.
Tha grunn fheartan iongantach dealain, teirmeach agus meacanaigeach aig Graphite, a tha air a thogail bho shreathan de graphene air a chumail còmhla le feachdan van der Waals, a tha ga dhèanamh na sgiath èifeachdach an aghaidh EMI. Ach, feumaidh e a bhith ann an cruth film gu math tana gus am bi seoltachd dealain àrd aige, a tha cudromach airson tagraidhean practaigeach EMI oir tha e a’ ciallachadh gum faod an stuth tonnan EM a nochdadh agus a ghabhail a-steach fhad ‘s a bhios iad ag eadar-obrachadh leis na luchd-giùlan cosgais a-staigh. e.
Aig an àm seo, tha na prìomh dhòighean air film grafait a dhèanamh a’ toirt a-steach an dàrna cuid pyrolysis aig teòthachd àrd de pholaimirean cùbhraidh no a bhith a’ cruachadh suas graphene (GO) oxide no graphene nanosheets còmhdach le còmhdach. Feumaidh an dà phròiseas teòthachd àrd timcheall air 3000 ° C agus amannan giollachd uair a thìde. Ann an CVD, tha an teòthachd a tha a dhìth nas ìsle (eadar 700 gu 1300 ° C), ach bheir e beagan uairean a thìde gus filmichean tiugh nanometr a dhèanamh, eadhon ann am falamh.
Tha sgioba air a stiùireadh le Wencai Ren a-nis air deichean film grafait àrd-inbhe a thoirt a-mach de nanometers tiugh taobh a-staigh beagan dhiog le bhith a’ teasachadh foil nicil gu 1200 ° C ann an àile argon agus an uairsin a ’bogadh an fhoil seo gu luath ann an ethanol aig 0 ° C. Bidh na dadaman gualain a thig bho bhith a’ lobhadh ethanol a’ sgaoileadh agus a’ sgaoileadh a-steach don nicil mar thoradh air so-sheasmhachd àrd gualain a’ mheatailt (0.4 wt% aig 1200 ° C). Leis gu bheil an so-leòntachd gualain seo a’ lùghdachadh gu mòr aig teòthachd ìosal, bidh na dadaman gualain an uairsin a’ sgaradh agus a’ sileadh bhon uachdar nicil aig àm quenching, a’ toirt a-mach film tiugh grafait. Tha an luchd-rannsachaidh ag aithris gu bheil gnìomhachd catalytic sàr-mhath nicil cuideachd a’ cuideachadh le bhith a’ cruthachadh grafait fìor chriostalach.
A’ cleachdadh measgachadh de mhiocroscopaidh tar-chuir àrd-rèiteachaidh, eadar-dhealachadh X-ray agus speactroscopaidh Raman, lorg Ren agus co-oibrichean gu robh an grafait a rinn iad gu math criostalach thairis air raointean mòra, le deagh fhighe agus nach robh uireasbhaidhean follaiseach ann. Bha giùlan dealanach an fhilm cho àrd ri 2.6 x 105 S / m, coltach ri filmichean a chaidh fhàs le CVD no dòighean àrd-teòthachd agus brùthadh filmichean GO / graphene.
Gus deuchainn a dhèanamh air dè cho math ‘s a b’ urrainn don stuth casg a chuir air rèididheachd EM, ghluais an sgioba filmichean le farsaingeachd uachdar 600 mm2 gu fo-stratan air an dèanamh le polyethylene terephthalate (PET). An uairsin thomhais iad èifeachdas dìon EMI an fhilm (SE) anns an raon tricead X-band, eadar 8.2 agus 12.4 GHz. Lorg iad EMI SE de chòrr air 14.92 dB airson film timcheall air 77 nm de thighead. Bidh an luach seo ag èirigh gu còrr air 20 dB (an luach as ìsle a tha riatanach airson tagraidhean malairteach) anns a’ chòmhlan-X gu lèir nuair a chruinnich iad barrachd fhilmichean còmhla. Gu dearbh, tha film anns a bheil còig pìosan de fhilmichean grafait cruachan (timcheall air 385 nm de thighead gu h-iomlan) le EMI SE timcheall air 28 dB, a tha a’ ciallachadh gum faod an stuth casg a chuir air 99.84% de rèididheachd tachartais. Gu h-iomlan, thomhais an sgioba sgiath EMI de 481,000 dB / cm2 / g thairis air a ’chòmhlan X, a’ coileanadh nas fheàrr na na stuthan synthetigeach a chaidh aithris roimhe.
Tha an luchd-rannsachaidh ag ràdh, cho fad ‘s as aithne dhaibh, gur e am film grafait aca an fheadhainn as taine am measg stuthan dìon a chaidh aithris, le coileanadh dìon EMI a dh’ fhaodas an riatanas airson tagraidhean malairteach a shàsachadh. Tha na feartan meacanaigeach aige fàbharach cuideachd. Tha neart briste an stuth timcheall air 110 MPa (air a thoirt a-mach à lùban cuideam-cuideam den stuth a tha air a chuir air taic polycarbonate) nas àirde na tha ann am filmichean grafait a chaidh fhàs le dòighean eile. Tha am film sùbailte cuideachd, agus faodar a chromadh 1000 uair le radius cromadh de 5 mm gun a bhith a’ call a chuid feartan dìon EMI. Tha e cuideachd seasmhach gu teirmeach suas gu 550 ° C. Tha an sgioba den bheachd gu bheil iad sin agus togalaichean eile a’ ciallachadh gum faodadh e a bhith air a chleachdadh mar stuth dìon EMI ultrathin, aotrom, sùbailte agus èifeachdach airson tagraidhean ann an iomadh raon, a’ toirt a-steach aerospace a bharrachd air electronics agus optoelectronics.
Leugh na h-adhartasan as cudromaiche agus as inntinniche ann an saidheans stuthan anns an iris ruigsinneachd fhosgailte ùr seo.
Tha Physics World a’ riochdachadh prìomh phàirt de mhisean IOP Publishing gus rannsachadh agus ùr-ghnàthachadh aig ìre cruinne a chur an cèill don luchd-èisteachd as fharsainge. Tha an làrach-lìn mar phàirt de phasgan Physics World, cruinneachadh de sheirbheisean fiosrachaidh air-loidhne, didseatach agus clò airson coimhearsnachd shaidheansail na cruinne.
Ùine puist: Cèitean-07-2020