Physics World मा दर्ता गर्नुभएकोमा धन्यवाद यदि तपाईं कुनै पनि समयमा आफ्नो विवरण परिवर्तन गर्न चाहनुहुन्छ भने, कृपया मेरो खातामा जानुहोस्
ग्रेफाइट फिल्महरूले इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूलाई विद्युत चुम्बकीय (EM) विकिरणबाट जोगाउन सक्छ, तर तिनीहरूलाई निर्माण गर्नको लागि हालको प्रविधिहरूले धेरै घण्टा लिन्छन् र लगभग 3000 डिग्री सेल्सियसको प्रशोधन तापमान चाहिन्छ। चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सेसको सामग्री विज्ञानका लागि शेनयाङ राष्ट्रिय प्रयोगशालाका अन्वेषकहरूको टोलीले अब केही सेकेन्डमा इथानोलमा निकल पन्नीको तातो स्ट्रिपहरू निभाएर उच्च गुणस्तरको ग्रेफाइट फिल्महरू बनाउने वैकल्पिक तरिका प्रदर्शन गरेको छ। यी चलचित्रहरूको वृद्धि दर अवस्थित विधिहरूको तुलनामा परिमाणको दुई अर्डर भन्दा बढी छ, र चलचित्रहरूको विद्युतीय चालकता र मेकानिकल शक्ति रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) प्रयोग गरेर बनाइएका चलचित्रहरूको बराबर छ।
सबै इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूले केही EM विकिरण उत्पादन गर्छन्। यन्त्रहरू जति साना हुन्छन् र उच्च र उच्च फ्रिक्वेन्सीहरूमा सञ्चालन हुन्छन्, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) को सम्भावना बढ्दै जान्छ, र यसले यन्त्रको कार्यसम्पादन र नजिकैका इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरूमा प्रतिकूल असर पार्न सक्छ।
ग्रेफाइट, भ्यान डेर वाल्स फोर्सहरू द्वारा सँगै राखिएको ग्राफिनको तहहरूबाट निर्मित कार्बनको एक एलोट्रोप, यसमा धेरै उल्लेखनीय विद्युतीय, थर्मल र मेकानिकल गुणहरू छन् जसले यसलाई EMI विरुद्ध प्रभावकारी ढाल बनाउँदछ। यद्यपि, यसको उच्च विद्युतीय चालकता हुनको लागि यो धेरै पातलो फिल्मको रूपमा हुनु आवश्यक छ, जुन व्यावहारिक EMI अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ किनभने यसको मतलब सामग्रीले EM तरंगहरू प्रतिबिम्बित गर्न र अवशोषित गर्न सक्छ किनभने तिनीहरू भित्र चार्ज वाहकहरूसँग अन्तरक्रिया गर्दछ। यो।
वर्तमानमा, ग्रेफाइट फिल्म बनाउने मुख्य तरिकाहरूमा सुगन्धित पोलिमरहरूको उच्च-तापमान पाइरोलिसिस वा ग्रेफिन (GO) अक्साइड स्ट्याकिङ वा ग्रेफाइन न्यानोसिट लेयर तहहरू समावेश छन्। दुबै प्रक्रियाहरूलाई लगभग 3000 डिग्री सेल्सियसको उच्च तापक्रम र एक घण्टाको प्रशोधन समय चाहिन्छ। CVD मा, आवश्यक तापक्रम कम हुन्छ (700 देखि 1300 °C को बीचमा), तर भ्याकुममा पनि nanometre-thick Films बनाउन केही घण्टा लाग्छ।
वेन्काई रेनको नेतृत्वमा रहेको टोलीले अब केही सेकेन्डमै निकेल पन्नीलाई १२०० डिग्री सेल्सियसमा आर्गन वायुमण्डलमा तताएर ० डिग्री सेल्सियसमा इथानोलमा द्रुत रूपमा डुबाएर उच्च गुणस्तरको ग्रेफाइट फिल्म दसौं न्यानोमिटरहरू उत्पादन गरेको छ। इथानोलको विघटनबाट उत्पादित कार्बन परमाणुहरू धातुको उच्च कार्बन घुलनशीलता (१२०० डिग्री सेल्सियसमा ०.४ wt%) को कारण निकलमा फैलिन्छ र भंग हुन्छ। किनभने यो कार्बन घुलनशीलता कम तापक्रममा धेरै कम हुन्छ, कार्बन परमाणुहरू पछि पृथक हुन्छन् र निस्कने क्रममा निकल सतहबाट अवक्षेपण हुन्छ, मोटो ग्रेफाइट फिल्म उत्पादन गर्दछ। शोधकर्ताहरूले रिपोर्ट गर्छन् कि निकलको उत्कृष्ट उत्प्रेरक गतिविधिले उच्च क्रिस्टलीय ग्रेफाइटको गठनलाई पनि मद्दत गर्दछ।
उच्च रिजोल्युसन ट्रान्समिशन माइक्रोस्कोपी, एक्स-रे विवर्तन र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपीको संयोजन प्रयोग गरेर, रेन र सहकर्मीहरूले पत्ता लगाए कि उनीहरूले उत्पादन गरेको ग्रेफाइट ठूला क्षेत्रहरूमा अत्यधिक क्रिस्टलीय थियो, राम्रो तहमा र कुनै देखिने दोषहरू थिएनन्। फिल्मको इलेक्ट्रोन चालकता 2.6 x 105 S/m को रूपमा उच्च थियो, CVD वा उच्च-तापमान प्रविधिहरू र GO/graphene चलचित्रहरू थिच्ने फिल्महरू जस्तै।
सामग्रीले EM विकिरणलाई कत्तिको राम्रोसँग रोक्न सक्छ भनी परीक्षण गर्न टोलीले 600 mm2 को सतह क्षेत्रफल भएका फिल्महरूलाई पोलिथिलीन टेरेफ्थालेट (PET) बाट बनेको सब्सट्रेटहरूमा स्थानान्तरण गर्यो। त्यसपछि तिनीहरूले 8.2 र 12.4 GHz को बीचमा X-ब्यान्ड फ्रिक्वेन्सी दायरामा फिल्मको EMI शिल्डिंग प्रभावकारिता (SE) मापन गरे। तिनीहरूले लगभग 77 एनएम बाक्लो फिल्मको लागि 14.92 dB भन्दा बढीको EMI SE फेला पारे। यो मान 20 dB भन्दा बढि हुन्छ (व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक न्यूनतम मान) सम्पूर्ण X- ब्यान्डमा जब तिनीहरूले धेरै चलचित्रहरू सँगै स्ट्याक गर्छन्। वास्तवमा, स्ट्याक्ड ग्रेफाइट फिल्मका पाँच टुक्राहरू (कुल 385 एनएम बाक्लो) भएको फिल्ममा लगभग 28 dB को EMI SE हुन्छ, जसको मतलब सामग्रीले घटना विकिरणको 99.84% रोक्न सक्छ। समग्रमा, टोलीले X-ब्यान्डमा 481,000 dB/cm2/g को EMI शिल्डिंग मापन गर्यो, पहिले रिपोर्ट गरिएका सबै सिंथेटिक सामग्रीहरूलाई पछाडि पार्दै।
अन्वेषकहरू भन्छन् कि तिनीहरूको सबै भन्दा राम्रो ज्ञानको लागि, तिनीहरूको ग्रेफाइट फिल्म रिपोर्ट गरिएको ढाल सामग्रीहरू मध्ये सबैभन्दा पातलो छ, EMI संरक्षण प्रदर्शनको साथ जसले व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको आवश्यकतालाई पूरा गर्न सक्छ। यसको यांत्रिक गुणहरू पनि अनुकूल छन्। लगभग 110 MPa को सामग्रीको फ्र्याक्चर बल (पोली कार्बोनेट समर्थनमा राखिएको सामग्रीको तनाव-स्ट्रेन कर्भबाट निकालिएको) अन्य विधिहरूद्वारा उब्जाइएको ग्रेफाइट फिल्महरू भन्दा बढी छ। फिल्म पनि लचिलो छ, र यसको EMI संरक्षण गुणहरू नगुमाइकन 5 मिमीको झुकाउने त्रिज्यासँग 1000 पटक झुकाउन सकिन्छ। यो 550 डिग्री सेल्सियस सम्म तापीय रूपमा स्थिर छ। टोलीले विश्वास गर्छ कि यी र अन्य गुणहरूको अर्थ यो एयरोस्पेस साथै इलेक्ट्रोनिक्स र अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स सहित धेरै क्षेत्रहरूमा अनुप्रयोगहरूको लागि अल्ट्राथिन, हल्का, लचिलो र प्रभावकारी EMI संरक्षण सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
यस नयाँ खुला पहुँच जर्नलमा सामग्री विज्ञानमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण र रोमाञ्चक प्रगतिहरू पढ्नुहोस्।
फिजिक्स वर्ल्डले विश्व-स्तरीय अनुसन्धान र नवाचारलाई व्यापक सम्भावित दर्शकहरूलाई सञ्चार गर्ने IOP प्रकाशनको मिशनको मुख्य भाग प्रतिनिधित्व गर्दछ। वेबसाइटले फिजिक्स वर्ल्ड पोर्टफोलियोको अंश बनाउँछ, विश्वव्यापी वैज्ञानिक समुदायका लागि अनलाइन, डिजिटल र प्रिन्ट सूचना सेवाहरूको संग्रह।
पोस्ट समय: मे-०७-२०२०