Grafitt av høy kvalitet har utmerket mekanisk styrke, termisk stabilitet, høy fleksibilitet og svært høy termisk og elektrisk ledningsevne i planet, noe som gjør det til et av de viktigste avanserte materialene for mange bruksområder som fototermiske ledere som brukes som batterier i telefoner. For eksempel er en spesiell type grafitt, høyordnet pyrolytisk grafitt (HOPG), en av de mest brukte i laboratorier. Materiale. Disse utmerkede egenskapene skyldes den lagdelte strukturen til grafitt, hvor sterke kovalente bindinger mellom karbonatomene i grafenlagene bidrar til utmerkede mekaniske egenskaper, termisk og elektrisk ledningsevne, mens det er svært lite samspill mellom grafenlagene. Handlingen resulterer i høy grad av fleksibilitet. grafitt. Selv om grafitt har blitt oppdaget i naturen i mer enn 1000 år og dens kunstige syntese har blitt studert i mer enn 100 år, er kvaliteten på grafittprøver, både naturlige og syntetiske, langt fra ideell. For eksempel er størrelsen på de største enkeltkrystallgrafittdomenene i grafittmaterialer typisk mindre enn 1 mm, noe som er i sterk kontrast til størrelsen på mange krystaller som kvarts-enkeltkrystaller og silisiumenkelkrystaller. Størrelsen kan nå målestokken en meter. Den svært lille størrelsen på enkrystallgrafitt skyldes det svake samspillet mellom grafittlagene, og flatheten til grafenlaget er vanskelig å opprettholde under vekst, så grafitt brytes lett inn i flere enkrystallkorngrenser i uorden. . For å løse dette nøkkelproblemet har professor emeritus ved Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) og hans samarbeidspartnere Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge ved Peking University og andre foreslått en strategi for å syntetisere tynn størrelsesorden grafitt enkeltkrystaller. film, ned til tommeskalaen. Metoden deres bruker en enkrystall nikkelfolie som et substrat, og karbonatomer mates fra baksiden av nikkelfolien gjennom en "isotermisk oppløsning-diffusjon-avsetningsprosess". I stedet for å bruke en gassformet pappkilde, valgte de et solid karbonmateriale for å lette grafittveksten. Denne nye strategien gjør det mulig å produsere enkrystall-grafittfilmer med en tykkelse på ca. 1 tomme og 35 mikron, eller mer enn 100 000 grafenlag på få dager. Sammenlignet med alle tilgjengelige grafittprøver har enkrystallgrafitt en termisk ledningsevne på ~2880 W m-1K-1, et ubetydelig innhold av urenheter og en minimumsavstand mellom lagene. (1) Vellykket syntese av enkrystall nikkelfilmer av stor størrelse som ultraflate substrater unngår forstyrrelse av syntetisk grafitt; (2) 100 000 lag med grafen dyrkes isotermisk på omtrent 100 timer, slik at hvert lag med grafen syntetiseres i samme kjemiske miljø og temperatur, noe som sikrer ensartet kvalitet på grafitt; (3) Den kontinuerlige tilførselen av karbon gjennom baksiden av nikkelfolien gjør at lagene av grafen kontinuerlig kan vokse med en veldig høy hastighet, omtrent ett lag hvert femte sekund.
Innleggstid: Nov-09-2022