Physics World-д бүртгүүлсэнд баярлалаа. Хэрэв та хүссэн үедээ мэдээллээ өөрчлөхийг хүсвэл Миний бүртгэлээр зочилно уу
Графит хальс нь электрон төхөөрөмжийг цахилгаан соронзон (EM) цацрагаас хамгаалж чаддаг боловч тэдгээрийг үйлдвэрлэх одоогийн техник нь хэдэн цаг зарцуулдаг бөгөөд ойролцоогоор 3000 ° C температур шаарддаг. Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Шэньян хотын Материал судлалын үндэсний лабораторийн судлаачдын баг никель тугалган цаасны халуун туузыг этанолоор бөхөөх замаар хэдхэн секундын дотор өндөр чанартай бал чулуу хийх өөр аргыг үзүүлжээ. Эдгээр хальсны өсөлтийн хурд нь одоо байгаа аргуудаас хоёр дахин их бөгөөд хальсны цахилгаан дамжуулах чанар, механик бат бөх чанар нь химийн уурын хуримтлал (CVD) ашиглан хийсэн хальстай ижил байна.
Бүх электрон төхөөрөмжүүд тодорхой хэмжээний EM цацраг үүсгэдэг. Төхөөрөмжүүд улам бүр жижгэрч, илүү өндөр давтамжтайгаар ажиллах тусам цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI) нэмэгдэж, төхөөрөмж болон ойролцоох электрон системийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлдөг.
Графит нь ван дер Ваалсын хүчээр нэгтгэсэн графины давхаргуудаас бүрдсэн нүүрстөрөгчийн аллотроп нь олон тооны гайхалтай цахилгаан, дулаан, механик шинж чанартай тул түүнийг EMI-ээс үр дүнтэй хамгаалдаг. Гэхдээ цахилгаан дамжуулах чанар өндөртэй байхын тулд маш нимгэн хальс хэлбэртэй байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь EMI-ийн практик хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь материал нь доторх цэнэг зөөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх үед EM долгионыг тусгаж, шингээж чаддаг гэсэн үг юм. тэр.
Одоогийн байдлаар графит хальс хийх гол арга нь үнэрт полимерийн өндөр температурт пиролиз эсвэл графены (GO) исэл эсвэл графены нано хуудсыг давхаргаар нь овоолох явдал юм. Хоёр процесс нь ойролцоогоор 3000 ° C өндөр температур, нэг цаг боловсруулах хугацаа шаарддаг. ЗСӨ-нд шаардлагатай температур нь бага (700-аас 1300 ° C хооронд) боловч вакуум орчинд ч гэсэн нанометр зузаантай хальс хийхэд хэдэн цаг зарцуулдаг.
Вэнцай Рэнээр ахлуулсан баг никель тугалган цаасыг аргоны агаар мандалд 1200 ° C хүртэл халааж, дараа нь 0 ° C-т этанолд хурдан дүрж хэдхэн секундын дотор хэдэн арван нанометр зузаантай өндөр чанартай бал чулуу үйлдвэрлэжээ. Этанолын задралаас үүссэн нүүрстөрөгчийн атомууд нь металлын нүүрстөрөгчийн өндөр уусах чадварын (1200 ° C-д жингийн 0.4%) ачаар тархаж, никельд уусдаг. Энэ нүүрстөрөгчийн уусах чанар бага температурт ихээхэн буурдаг тул нүүрстөрөгчийн атомууд дараа нь бөхөөх явцад никелийн гадаргуугаас ялгарч, тунадасжиж, зузаан бал чулууны хальс үүсгэдэг. Никелийн маш сайн катализаторын идэвхжил нь өндөр талстлаг бал чулуу үүсэхэд тусалдаг гэж судлаачид мэдээлж байна.
Өндөр нарийвчлалтай дамжуулах микроскоп, рентген туяа, Раман спектроскопийн хослолыг ашиглан Рэн болон түүний хамтрагчид өөрсдийн үйлдвэрлэсэн бал чулуу нь том талбайд маш талстлаг, сайн давхаргатай, харагдахуйц согоггүй болохыг олж мэдэв. Киноны электрон дамжуулалт нь 2.6 x 105 S/m өндөр байсан нь CVD эсвэл өндөр температурын техник, GO/графен хальсыг шахах замаар ургуулсан хальстай адил юм.
Материал нь EM цацрагийг хэр сайн хааж болохыг шалгахын тулд багийнхан 600 мм2 гадаргуутай хальсыг полиэтилен терефталат (PET) дээр хийсэн субстрат руу шилжүүлэв. Дараа нь тэд 8.2-12.4 ГГц-ийн X зурвасын давтамжийн мужид киноны EMI хамгаалалтын үр нөлөөг (SE) хэмжсэн. Тэд ойролцоогоор 77 нм зузаантай киноны хувьд 14.92 дБ-ээс дээш EMI SE-г олжээ. Энэ утга нь илүү олон хальсыг давхарласан үед X-бүхэл бүтэн 20 дБ (арилжааны хэрэглээнд шаардагдах хамгийн бага утга) хүртэл нэмэгддэг. Үнэн хэрэгтээ таван ширхэг давхарласан графит хальс (нийтдээ 385 нм зузаан) агуулсан хальс нь EMI SE нь 28 дБ орчим байдаг бөгөөд энэ нь тус материал нь цацрагийн цацрагийг 99.84% хааж чадна гэсэн үг юм. Ерөнхийдөө баг нь X зурвасын EMI хамгаалалтыг 481,000 дБ/см2/г хэмжсэн нь өмнө нь мэдээлэгдсэн бүх синтетик материалаас давсан үзүүлэлт юм.
Судлаачдын хэлснээр тэдний графит хальс нь арилжааны хэрэглээнд тавигдах шаардлагыг хангаж чадахуйц EMI хамгаалалтын гүйцэтгэлтэй, мэдээлэгдсэн хамгаалалтын материалуудаас хамгийн нимгэн нь юм. Түүний механик шинж чанар нь бас таатай байдаг. Материалын хугарлын бат бэх нь ойролцоогоор 110 МПа (поликарбонат тулгуур дээр байрлуулсан материалын стресс-хүчдэлийн муруйгаас гаргаж авсан) нь бусад аргаар ургуулсан бал чулууны хальснаас өндөр байдаг. Уг хальс нь мөн уян хатан бөгөөд EMI хамгаалалтын шинж чанараа алдалгүйгээр 5 мм-ийн гулзайлтын радиусаар 1000 удаа нугалж болно. Энэ нь мөн 550 ° C хүртэл дулааны хувьд тогтвортой байдаг. Эдгээр болон бусад шинж чанарууд нь үүнийг сансар огторгуй, электроник, оптоэлектроник гэх мэт олон салбарт ашиглахад хэт нимгэн, хөнгөн, уян хатан, үр дүнтэй EMI хамгаалалтын материал болгон ашиглаж болно гэж багийнхан үзэж байна.
Энэхүү нээлттэй сэтгүүлээс материал судлалын хамгийн чухал, сэтгэл хөдөлгөм дэвшлийг уншина уу.
Физик ертөнц нь IOP Publishing-ийн дэлхийн жишигт нийцсэн судалгаа, инновацийг аль болох өргөн үзэгчдэд хүргэх эрхэм зорилгын нэг хэсэг юм. Энэхүү вэбсайт нь дэлхийн шинжлэх ухааны нийгэмлэгт зориулсан онлайн, дижитал болон хэвлэмэл мэдээллийн үйлчилгээний цуглуулга болох Физик ертөнцийн багцын нэг хэсэг юм.
Шуудангийн цаг: 2020 оны 5-р сарын 07-ны хооронд