Grafit berkualiti tinggi mempunyai kekuatan mekanikal yang sangat baik, kestabilan haba, fleksibiliti tinggi dan kekonduksian haba dan elektrik dalam satah yang sangat tinggi, menjadikannya salah satu bahan termaju yang paling penting untuk banyak aplikasi seperti konduktor fototerma yang digunakan sebagai bateri dalam telefon. Sebagai contoh, jenis grafit khas, grafit pirolitik tersusun tinggi (HOPG), adalah salah satu yang paling biasa digunakan dalam makmal. bahan. Ciri-ciri cemerlang ini adalah disebabkan oleh struktur berlapis grafit, di mana ikatan kovalen yang kuat antara atom karbon dalam lapisan graphene menyumbang kepada sifat mekanikal yang sangat baik, kekonduksian haba dan elektrik, manakala interaksi yang sangat sedikit antara lapisan graphene. Tindakan itu menghasilkan tahap fleksibiliti yang tinggi. grafit. Walaupun grafit telah ditemui dalam alam semula jadi selama lebih daripada 1000 tahun dan sintesis buatannya telah dikaji selama lebih daripada 100 tahun, kualiti sampel grafit, baik semula jadi dan sintetik, adalah jauh dari ideal. Sebagai contoh, saiz domain grafit kristal tunggal terbesar dalam bahan grafit biasanya kurang daripada 1 mm, yang sangat berbeza dengan saiz banyak kristal seperti kristal tunggal kuarza dan kristal tunggal silikon. Saiznya boleh mencapai skala meter. Saiz grafit kristal tunggal yang sangat kecil adalah disebabkan oleh interaksi yang lemah antara lapisan grafit, dan kerataan lapisan graphene sukar dikekalkan semasa pertumbuhan, jadi grafit mudah dipecahkan kepada beberapa sempadan butiran kristal tunggal dalam gangguan. . Untuk menyelesaikan masalah utama ini, Profesor Emeritus dari Institut Sains dan Teknologi Kebangsaan Ulsan (UNIST) dan rakan usaha samanya Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge dari Universiti Peking, dan yang lain telah mencadangkan strategi untuk mensintesis susunan magnitud nipis. hablur tunggal grafit. filem, hingga ke skala inci. Kaedah mereka menggunakan kerajang nikel kristal tunggal sebagai substrat, dan atom karbon disuap dari bahagian belakang kerajang nikel melalui "proses pemendapan-pembubaran-resapan-isoterma". Daripada menggunakan sumber kadbod gas, mereka memilih bahan karbon pepejal untuk memudahkan pertumbuhan grafit. Strategi baharu ini memungkinkan untuk menghasilkan filem grafit kristal tunggal dengan ketebalan kira-kira 1 inci dan 35 mikron, atau lebih daripada 100,000 lapisan graphene dalam beberapa hari. Berbanding dengan semua sampel grafit yang tersedia, grafit kristal tunggal mempunyai kekonduksian terma ~2880 W m-1K-1, kandungan kekotoran yang tidak ketara, dan jarak minimum antara lapisan. (1) Kejayaan sintesis filem nikel kristal tunggal bersaiz besar kerana substrat ultra-rata mengelakkan gangguan grafit sintetik; (2) 100,000 lapisan graphene ditanam secara isoterma dalam kira-kira 100 jam, supaya setiap lapisan graphene disintesis dalam persekitaran dan suhu kimia yang sama, yang memastikan kualiti grafit yang seragam; (3) Bekalan berterusan karbon melalui bahagian belakang kerajang nikel membolehkan lapisan graphene terus berkembang pada kadar yang sangat tinggi, kira-kira satu lapisan setiap lima saat,”
Masa siaran: Nov-09-2022