Vysoce kvalitní grafit má vynikající mechanickou pevnost, tepelnou stabilitu, vysokou flexibilitu a velmi vysokou tepelnou a elektrickou vodivost v rovině, což z něj činí jeden z nejdůležitějších pokročilých materiálů pro mnoho aplikací, jako jsou fototermické vodiče používané jako baterie v telefonech. Například speciální typ grafitu, vysoce uspořádaný pyrolytický grafit (HOPG), je jedním z nejčastěji používaných v laboratořích. Materiál. Tyto vynikající vlastnosti jsou způsobeny vrstvenou strukturou grafitu, kde silné kovalentní vazby mezi atomy uhlíku v grafenových vrstvách přispívají k vynikajícím mechanickým vlastnostem, tepelné a elektrické vodivosti, přičemž mezi vrstvami grafenu dochází k velmi malé interakci. Výsledkem akce je vysoký stupeň flexibility. grafit. Přestože je grafit v přírodě objeven již více než 1000 let a jeho umělá syntéza je studována více než 100 let, kvalita vzorků grafitu, a to jak přírodních, tak syntetických, zdaleka není ideální. Například velikost největších monokrystalických grafitových domén v grafitových materiálech je typicky menší než 1 mm, což je v ostrém kontrastu s velikostí mnoha krystalů, jako jsou monokrystaly křemene a monokrystaly křemíku. Velikost může dosáhnout měřítka jednoho metru. Velmi malá velikost monokrystalového grafitu je způsobena slabou interakcí mezi grafitovými vrstvami a plochost grafenové vrstvy se během růstu obtížně udržuje, takže grafit se snadno rozbije na několik hranic monokrystalových zrn v nepořádku. . K vyřešení tohoto klíčového problému navrhli emeritní profesor z Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) a jeho spolupracovníci prof. Liu Kaihui, prof. Wang Enge z Pekingské univerzity a další strategii pro syntézu tenkých řádů monokrystaly grafitu. filmu až na palcové měřítko. Jejich metoda používá jako substrát monokrystalickou niklovou fólii a atomy uhlíku jsou přiváděny ze zadní strany niklové fólie „procesem izotermického rozpouštění-difúze-depozice“. Místo použití plynného kartonového zdroje se rozhodli pro pevný uhlíkový materiál pro usnadnění růstu grafitu. Tato nová strategie umožňuje vyrábět monokrystalické grafitové filmy o tloušťce asi 1 palec a 35 mikronů, neboli více než 100 000 grafenových vrstev během několika dní. Ve srovnání se všemi dostupnými vzorky grafitu má monokrystalický grafit tepelnou vodivost ~2880 W m-1K-1, nevýznamný obsah nečistot a minimální vzdálenost mezi vrstvami. (1) Úspěšná syntéza monokrystalických niklových filmů velkých rozměrů jako ultra-plochých substrátů zabraňuje narušení syntetického grafitu; (2) 100 000 vrstev grafenu se vypěstuje izotermicky za přibližně 100 hodin, takže každá vrstva grafenu je syntetizována ve stejném chemickém prostředí a teplotě, což zajišťuje jednotnou kvalitu grafitu; (3) Nepřetržitý přísun uhlíku přes zadní stranu niklové fólie umožňuje vrstvám grafenu kontinuálně růst velmi vysokou rychlostí, přibližně jedna vrstva každých pět sekund,“
Čas odeslání: List-09-2022