O grafito de alta calidade ten unha excelente resistencia mecánica, estabilidade térmica, alta flexibilidade e unha condutividade térmica e eléctrica moi elevada no plano, polo que é un dos materiais avanzados máis importantes para moitas aplicacións como os condutores fototérmicos utilizados como baterías nos teléfonos. Por exemplo, un tipo especial de grafito, o grafito pirolítico altamente ordenado (HOPG), é un dos máis utilizados nos laboratorios. Material. Estas excelentes propiedades débense á estrutura en capas do grafito, onde os fortes enlaces covalentes entre os átomos de carbono das capas de grafeno contribúen a excelentes propiedades mecánicas, a condutividade térmica e eléctrica, mentres que a interacción entre as capas de grafeno é moi pouca. A acción ten como resultado un alto grao de flexibilidade. grafito. Aínda que o grafito foi descuberto na natureza durante máis de 1000 anos e a súa síntese artificial estudada durante máis de 100 anos, a calidade das mostras de grafito, tanto naturais como sintéticas, dista moito de ser a ideal. Por exemplo, o tamaño dos dominios de grafito monocristal máis grandes en materiais de grafito adoita ser inferior a 1 mm, o que contrasta marcadamente co tamaño de moitos cristais como os de cuarzo e os de silicio. O tamaño pode alcanzar a escala dun metro. O tamaño moi pequeno do grafito monocristal débese á débil interacción entre as capas de grafito, e a planitude da capa de grafeno é difícil de manter durante o crecemento, polo que o grafito se rompe facilmente en varios límites de gran de cristal único en desorde. . Para resolver este problema clave, o profesor emérito do Instituto Nacional de Ciencia e Tecnoloxía de Ulsan (UNIST) e os seus colaboradores o profesor Liu Kaihui, o profesor Wang Enge da Universidade de Pequín e outros propuxeron unha estratexia para sintetizar a orde de magnitude fina. monocristais de grafito. película, ata a escala de polgadas. O seu método usa unha lámina de níquel monocristal como substrato, e os átomos de carbono son alimentados desde a parte posterior da lámina de níquel a través dun "proceso de disolución-difusión-deposición isotérmica". En lugar de utilizar unha fonte de cartón gasoso, optaron por un material de carbono sólido para facilitar o crecemento do grafito. Esta nova estratexia permite producir películas de grafito monocristalino cun grosor de aproximadamente 1 polgada e 35 micras, ou máis de 100.000 capas de grafeno en poucos días. Comparado con todas as mostras de grafito dispoñibles, o grafito monocristal ten unha condutividade térmica de ~2880 W m-1K-1, un contido insignificante de impurezas e unha distancia mínima entre capas. (1) A síntese exitosa de películas de níquel monocristal de gran tamaño como substratos ultraplanos evita a desorde do grafito sintético; (2) 100.000 capas de grafeno medran isotérmicamente nunhas 100 horas, de xeito que cada capa de grafeno se sintetiza no mesmo ambiente químico e temperatura, o que garante a calidade uniforme do grafito; (3) O subministro continuo de carbono a través do reverso da lámina de níquel permite que as capas de grafeno crezan continuamente a un ritmo moi elevado, aproximadamente unha capa cada cinco segundos.
Hora de publicación: 09-nov-2022