Grazzi talli rreġistrajt ma' Physics World Jekk tixtieq tibdel id-dettalji tiegħek fi kwalunkwe ħin, jekk jogħġbok żur il-kont tiegħi
Il-films tal-grafita jistgħu jipproteġu apparati elettroniċi mir-radjazzjoni elettromanjetika (EM), iżda t-tekniki attwali għall-manifattura tagħhom jieħdu diversi sigħat u jeħtieġu temperaturi ta 'proċessar ta' madwar 3000 °C. Tim ta 'riċerkaturi mil-Laboratorju Nazzjonali ta' Shenyang għax-Xjenza tal-Materjali fl-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi issa wera mod alternattiv biex isiru films tal-grafita ta 'kwalità għolja fi ftit sekondi biss billi jitkeffnu strixxi sħan ta' fojl tan-nikil fl-etanol. Ir-rata ta 'tkabbir għal dawn il-films hija aktar minn żewġ ordnijiet ta' kobor ogħla milli fil-metodi eżistenti, u l-konduttività elettrika u s-saħħa mekkanika tal-films huma ugwali għal dawk ta 'films magħmula bl-użu ta' depożizzjoni tal-fwar kimiku (CVD).
L-apparati elettroniċi kollha jipproduċu xi radjazzjoni EM. Hekk kif l-apparati jsiru dejjem iżgħar u joperaw bi frekwenzi ogħla u ogħla, il-potenzjal għal interferenza elettromanjetika (EMI) jikber, u jista 'jaffettwa ħażin il-prestazzjoni tal-apparat kif ukoll dik tas-sistemi elettroniċi fil-qrib.
Il-grafita, allotrope ta’ karbonju mibni minn saffi ta’ graphene miżmuma flimkien mill-forzi ta’ van der Waals, għandha għadd ta’ proprjetajiet elettriċi, termali u mekkaniċi notevoli li jagħmluha tarka effettiva kontra l-EMI. Madankollu, jeħtieġ li jkun fil-forma ta 'film irqiq ħafna biex ikollu konduttività elettrika għolja, li hija importanti għal applikazzjonijiet prattiċi EMI għaliex dan ifisser li l-materjal jista' jirrifletti u jassorbi mewġ EM hekk kif jinteraġixxu mal-ġarriera ta 'ċarġ ġewwa dan.
Fil-preżent, il-modi ewlenin ta 'kif issir film tal-grafita jinvolvu jew piroliżi ta' temperatura għolja ta 'polimeri aromatiċi jew stivar ta' ossidu tal-graffen (GO) jew nanosheets tal-grafita saff b'saff. Iż-żewġ proċessi jeħtieġu temperaturi għoljin ta' madwar 3000 °C u ħinijiet ta' proċessar ta' siegħa. Fis-CVD, it-temperaturi meħtieġa huma aktar baxxi (bejn 700 sa 1300 °C), iżda tieħu ftit sigħat biex isiru films ħoxnin nanometru, anke fil-vakwu.
Tim immexxi minn Wencai Ren issa pproduċa film tal-grafita ta 'kwalità għolja għexieren ta' nanometri ħoxnin fi ftit sekondi billi ssaħħan fojl tan-nikil għal 1200 °C f'atmosfera ta 'argon u mbagħad malajr tgħaddas din il-fojl fl-etanol f'0 °C. L-atomi tal-karbonju prodotti mid-dekompożizzjoni tal-etanol jinfirxu u jinħall fin-nikil grazzi għas-solubilità għolja tal-karbonju tal-metall (0.4% wt f'1200 °C). Minħabba li din is-solubilità tal-karbonju tonqos ħafna f'temperatura baxxa, l-atomi tal-karbonju sussegwentement jissegregaw u jippreċipitaw mill-wiċċ tan-nikil waqt it-tifi, u jipproduċu film oħxon tal-grafita. Ir-riċerkaturi jirrappurtaw li l-attività katalitika eċċellenti tan-nikil tgħin ukoll fil-formazzjoni ta 'grafita kristallina ħafna.
Bl-użu ta 'kombinazzjoni ta' mikroskopija ta 'trażmissjoni b'riżoluzzjoni għolja, diffrazzjoni tar-raġġi X u spettroskopija Raman, Ren u l-kollegi sabu li l-grafita li pproduċew kienet kristallina ħafna fuq żoni kbar, b'saffi sew u ma kellha l-ebda difett viżibbli. Il-konduttività tal-elettroni tal-film kienet għolja daqs 2.6 x 105 S/m, simili għal films imkabbra minn CVD jew tekniki ta 'temperatura għolja u ippressar ta' films GO/graphene.
Biex jittestja kemm il-materjal jista 'jimblokka r-radjazzjoni EM, it-tim ittrasferixxa films b'erja tal-wiċċ ta' 600 mm2 fuq sottostrati magħmula minn polyethylene terephthalate (PET). Imbagħad kejlu l-effettività tal-ilqugħ tal-EMI (SE) tal-film fil-medda tal-frekwenza tal-medda X, bejn 8.2 u 12.4 GHz. Sabu EMI SE ta 'aktar minn 14.92 dB għal film ta' madwar 77 nm ħoxnin. Dan il-valur jiżdied għal aktar minn 20 dB (il-valur minimu meħtieġ għal applikazzjonijiet kummerċjali) fil-faxxa X kollha meta jiġbru aktar films flimkien. Tabilħaqq, film li fih ħames biċċiet ta 'films tal-grafita f'munzelli (madwar 385 nm ħxuna b'kollox) għandu EMI SE ta' madwar 28 dB, li jfisser li l-materjal jista 'jimblokka 99.84% tar-radjazzjoni inċidentali. B'mod ġenerali, it-tim kejjel ilqugħ ta 'l-EMI ta' 481,000 dB/cm2/g madwar il-faxxa X, li qabeż il-materjali sintetiċi kollha rrappurtati qabel.
Ir-riċerkaturi jgħidu li sa fejn jafu, il-film tal-grafita tagħhom huwa l-irqaq fost il-materjali ta 'lqugħ irrappurtati, b'prestazzjoni ta' lqugħ EMI li tista 'tissodisfa r-rekwiżit għal applikazzjonijiet kummerċjali. Il-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu huma wkoll favorevoli. Is-saħħa tal-ksur tal-materjal ta 'bejn wieħed u ieħor 110 MPa (estratta minn kurvi stress-strain tal-materjal imqiegħed fuq appoġġ tal-polikarbonat) hija ogħla minn dik ta' films tal-grafita mkabbra bil-metodi l-oħra. Il-film huwa flessibbli, ukoll, u jista 'jiġi mgħawweġ 1000 darba b'raġġ ta' liwi ta '5 mm mingħajr ma jitlef il-proprjetajiet ta' lqugħ EMI tiegħu. Huwa wkoll termalment stabbli sa 550 °C. It-tim jemmen li dawn u proprjetajiet oħra jfissru li jista 'jintuża bħala materjal ta' lqugħ EMI ultrarqiq, ħafif, flessibbli u effettiv għal applikazzjonijiet f'ħafna oqsma, inklużi aerospazjali kif ukoll elettronika u optoelettronika.
Aqra l-aktar avvanzi sinifikanti u eċċitanti fix-xjenza tal-materjali f'dan il-ġurnal ġdid ta' aċċess miftuħ.
Physics World tirrappreżenta parti ewlenija mill-missjoni ta 'IOP Publishing li tikkomunika riċerka u innovazzjoni ta' klassi dinjija lill-udjenza l-aktar wiesgħa possibbli. Il-websajt tifforma parti mill-portafoll tad-Dinja tal-Fiżika, ġabra ta’ servizzi ta’ informazzjoni onlajn, diġitali u stampati għall-komunità xjentifika globali.
Ħin tal-post: Mejju-07-2020