Hatur nuhun parantos ngadaptar ka Fisika Dunya Upami anjeun hoyong ngarobih detil anjeun iraha waé, mangga buka Akun abdi
Pilem grafit tiasa ngalindungan alat éléktronik tina radiasi éléktromagnétik (EM), tapi téknik ayeuna pikeun ngahasilkeunana butuh sababaraha jam sareng ngabutuhkeun suhu ngolah sakitar 3000 °C. Tim peneliti ti Shenyang National Laboratory for Materials Science di Chinese Academy of Sciences ayeuna geus nunjukkeun hiji cara alternatif pikeun nyieun film grafit kualitas luhur dina ngan sababaraha detik ku quenching strips panas tina foil nikel dina étanol. Laju tumuwuh pikeun pilem ieu leuwih ti dua ordo gedena leuwih luhur ti dina métode nu aya, sarta konduktivitas listrik pilem sarta kakuatan mékanis sarua jeung film dijieun maké déposisi uap kimiawi (CVD).
Sadaya alat éléktronik ngahasilkeun sababaraha radiasi EM. Nalika alat-alat janten langkung alit sareng beroperasi dina frekuensi anu langkung luhur sareng langkung luhur, poténsi gangguan éléktromagnétik (EMI) tumbuh, sareng tiasa mangaruhan parah kinerja alat ogé sistem éléktronik anu caket dieu.
Grafit, hiji alotrop karbon diwangun tina lapisan graphene dicekel ku gaya van der Waals, mibanda sababaraha sipat listrik, termal jeung mékanis luar biasa nu ngajadikeun eta hiji tameng éféktif ngalawan EMI. Nanging, éta kedah dina bentuk pilem anu ipis pisan supados gaduh konduktivitas listrik anu luhur, anu penting pikeun aplikasi EMI praktis sabab éta hartosna bahanna tiasa ngagambarkeun sareng nyerep gelombang EM nalika aranjeunna berinteraksi sareng operator muatan di jero. éta.
Ayeuna, cara utama nyieun pilem grafit ngalibatkeun pirolisis suhu luhur polimér aromatik atanapi tumpukan graphene (GO) oksida atanapi graphene nanosheets lapisan demi lapisan. Kadua prosés butuh suhu luhur sakitar 3000 °C sareng waktos ngolah sajam. Dina CVD, suhu anu dibutuhkeun langkung handap (antara 700 dugi ka 1300 °C), tapi peryogi sababaraha jam kanggo ngadamel film anu kandel nanometer, sanajan dina vakum.
Tim anu dipingpin ku Wencai Ren ayeuna parantos ngahasilkeun pilem grafit kualitas luhur anu kandel puluhan nanométer dina sababaraha detik ku cara ngamanaskeun foil nikel dugi ka 1200 °C dina atmosfir argon teras gancang neuleumkeun foil ieu dina étanol dina suhu 0 °C. Atom karbon anu dihasilkeun tina dékomposisi étanol kasebar tur leyur kana nikel berkat kalarutan karbon luhur logam (0,4 wt% dina 1200 °C). Kusabab kaleyuran karbon ieu turun pisan dina suhu nu handap, atom karbon salajengna misahkeun jeung endapanana tina beungeut nikel salila quenching, ngahasilkeun film grafit kandel. Para panalungtik ngalaporkeun yén kagiatan katalitik anu saé tina nikel ogé ngabantosan formasi grafit kristalin pisan.
Ngagunakeun kombinasi mikroskop transmisi-resolusi luhur, difraksi sinar-X sarta spéktroskopi Raman, Ren sareng kolega Anjeun manggihan yén grafit maranéhna dihasilkeun éta kacida kristalin leuwih wewengkon badag, ogé layered tur ngandung euweuh defects katempo. Konduktivitas éléktron pilem éta saluhur 2,6 x 105 S/m, sarupa jeung film dipelak ku CVD atawa téhnik-suhu luhur sarta mencét pilem GO / graphene.
Pikeun nguji kumaha alusna bahan bisa meungpeuk radiasi EM, tim mindahkeun pilem kalawan aréa permukaan 600 mm2 kana substrat dijieunna tina poliétilén terephthalate (PET). Aranjeunna teras ngukur éféktivitas EMI shielding (SE) pilem dina rentang frekuensi X-band, antara 8.2 sareng 12.4 GHz. Aranjeunna mendakan EMI SE langkung ti 14,92 dB pikeun pilem anu ketebalanna kirang langkung 77 nm. Nilai ieu naek ka leuwih ti 20 dB (nilai minimum diperlukeun pikeun aplikasi komérsial) dina sakabéh X-band nalika aranjeunna tumpuk leuwih film babarengan. Mémang, pilem anu ngandung lima potongan pilem grafit tumpuk (kandelna sakitar 385 nm total) gaduh EMI SE sakitar 28 dB, anu hartosna bahan éta tiasa ngahalangan 99,84% tina radiasi kajadian. Gemblengna, tim ngukur hiji EMI shielding of 481,000 dB / cm2 / g sakuliah X-band, outperforming sadaya bahan sintétik dilaporkeun saméméhna.
Para panalungtik nyebutkeun yén pikeun pangalusna pangaweruh maranéhanana, pilem grafit maranéhanana nyaéta thinnest diantara bahan shielding dilaporkeun, kalawan kinerja shielding EMI nu bisa nyugemakeun sarat pikeun aplikasi komérsial. Sipat mékanis na ogé nguntungkeun. Kakuatan narekahan bahan kira-kira 110 MPa (diekstrak tina kurva tegangan-galur tina bahan anu disimpen dina pangrojong polikarbonat) langkung luhur tibatan pilem grafit anu dipelak ku metode anu sanés. Pilemna ogé fleksibel, sareng tiasa ngagulung 1000 kali kalayan radius bending 5 mm tanpa kaleungitan sipat pelindung EMI na. Éta ogé stabil sacara termal dugi ka 550 ° C. Tim éta percaya yén ieu sareng pasipatan sanésna hartosna éta tiasa dianggo salaku bahan pelindung EMI ultrathin, enteng, fleksibel sareng efektif pikeun aplikasi di seueur daérah, kalebet aeroangkasa ogé éléktronika sareng optoeléktronik.
Baca kamajuan anu paling penting sareng seru dina élmu bahan dina jurnal aksés kabuka énggal ieu.
Fisika Dunya ngagambarkeun bagian konci misi IOP Publishing pikeun komunikasi panalungtikan-kelas dunya sarta inovasi ka panongton widest mungkin. Situs wéb mangrupikeun bagian tina portopolio Dunya Fisika, kumpulan jasa inpormasi online, digital sareng citak pikeun komunitas ilmiah global.
waktos pos: May-07-2020