उच्च दर्जाच्या ग्रेफाइटमध्ये उत्कृष्ट यांत्रिक सामर्थ्य, थर्मल स्थिरता, उच्च लवचिकता आणि विमानातील थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल चालकता खूप जास्त आहे, ज्यामुळे ते टेलिफोनमध्ये बॅटरी म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या फोटोथर्मल कंडक्टरसारख्या अनेक अनुप्रयोगांसाठी सर्वात महत्वाचे प्रगत साहित्य बनते. उदाहरणार्थ, विशेष प्रकारचे ग्रेफाइट, उच्च ऑर्डर केलेले पायरोलिटिक ग्रेफाइट (HOPG), प्रयोगशाळांमध्ये सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे एक आहे. साहित्य. हे उत्कृष्ट गुणधर्म ग्रेफाइटच्या स्तरित संरचनेमुळे आहेत, जेथे ग्राफीन थरांमधील कार्बन अणूंमधील मजबूत सहसंयोजक बंध उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल चालकता यासाठी योगदान देतात, तर ग्राफीन स्तरांमधील फारच कमी परस्परसंवाद. कृतीमुळे उच्च प्रमाणात लवचिकता येते. ग्रेफाइट निसर्गात 1000 वर्षांहून अधिक काळ ग्रेफाइटचा शोध लागला असला आणि त्याच्या कृत्रिम संश्लेषणाचा 100 वर्षांहून अधिक काळ अभ्यास केला गेला असला तरी, नैसर्गिक आणि कृत्रिम अशा दोन्ही प्रकारच्या ग्रेफाइटच्या नमुन्यांची गुणवत्ता आदर्शापासून दूर आहे. उदाहरणार्थ, ग्रेफाइट सामग्रीमधील सर्वात मोठ्या सिंगल क्रिस्टल ग्रेफाइट डोमेनचा आकार सामान्यत: 1 मिमी पेक्षा कमी असतो, जो क्वार्ट्ज सिंगल क्रिस्टल्स आणि सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल्स सारख्या अनेक क्रिस्टल्सच्या आकाराच्या अगदी विरुद्ध आहे. आकार मीटरच्या प्रमाणात पोहोचू शकतो. सिंगल-क्रिस्टल ग्रेफाइटचा फारच लहान आकार हा ग्रेफाइट स्तरांमधील कमकुवत परस्परसंवादामुळे होतो आणि वाढीदरम्यान ग्राफीन थराचा सपाटपणा राखणे कठीण असते, त्यामुळे ग्रेफाइट सहजपणे अनेक एकल-क्रिस्टल ग्रेन सीमांमध्ये मोडतो. . या मुख्य समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, उल्सान नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (UNIST) चे प्रोफेसर एमेरिटस आणि त्यांचे सहयोगी प्रो. लिऊ काईहुई, पेकिंग युनिव्हर्सिटीचे प्रो. वांग एंगे आणि इतरांनी पातळ क्रम-प्रमाणाचे संश्लेषण करण्यासाठी एक धोरण प्रस्तावित केले आहे. ग्रेफाइट सिंगल क्रिस्टल्स. फिल्म, इंच स्केल खाली. त्यांची पद्धत सब्सट्रेट म्हणून सिंगल-क्रिस्टल निकेल फॉइल वापरते आणि कार्बन अणूंना निकेल फॉइलच्या मागील भागातून "आयसोथर्मल विघटन-प्रसरण-अवक्षेपण प्रक्रियेद्वारे" दिले जाते. वायूयुक्त पुठ्ठा स्त्रोत वापरण्याऐवजी, त्यांनी ग्रेफाइट वाढ सुलभ करण्यासाठी घन कार्बन सामग्रीची निवड केली. या नवीन रणनीतीमुळे 1 इंच आणि 35 मायक्रॉन किंवा 100,000 पेक्षा जास्त ग्राफीन थर असलेल्या सिंगल-क्रिस्टल ग्रेफाइट फिल्म्स काही दिवसांत तयार करणे शक्य होते. सर्व उपलब्ध ग्रेफाइट नमुन्यांशी तुलना करता, सिंगल-क्रिस्टल ग्रेफाइटची थर्मल चालकता ~2880 W m-1K-1, अशुद्धतेची नगण्य सामग्री आणि स्तरांमधील किमान अंतर आहे. (1) अल्ट्रा-फ्लॅट सब्सट्रेट्स म्हणून मोठ्या आकाराच्या सिंगल-क्रिस्टल निकेल फिल्म्सचे यशस्वी संश्लेषण सिंथेटिक ग्रेफाइटचे विकार टाळते; (2) ग्राफीनचे 100,000 स्तर समतापिक पद्धतीने सुमारे 100 तासांत वाढतात, ज्यामुळे ग्राफीनचा प्रत्येक थर समान रासायनिक वातावरणात आणि तापमानात संश्लेषित केला जातो, ज्यामुळे ग्रेफाइटची एकसमान गुणवत्ता सुनिश्चित होते; (३) निकेल फॉइलच्या उलट बाजूने कार्बनचा सतत पुरवठा केल्याने ग्राफीनचे थर सतत उच्च दराने वाढू शकतात, दर पाच सेकंदाला अंदाजे एक थर.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-०९-२०२२