Grafit berkualitas tinggi memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik, stabilitas termal, fleksibilitas tinggi, dan konduktivitas termal dan listrik dalam bidang yang sangat tinggi, menjadikannya salah satu material canggih terpenting untuk banyak aplikasi seperti konduktor fototermal yang digunakan sebagai baterai pada telepon. Misalnya, jenis grafit khusus, grafit pirolitik terurut tinggi (HOPG), adalah salah satu yang paling umum digunakan di laboratorium. Bahan. Sifat luar biasa ini disebabkan oleh struktur berlapis grafit, di mana ikatan kovalen yang kuat antara atom karbon di lapisan graphene berkontribusi terhadap sifat mekanik, konduktivitas termal dan listrik yang sangat baik, sementara interaksi antar lapisan graphene sangat sedikit. Tindakan ini menghasilkan tingkat fleksibilitas yang tinggi. grafit. Meskipun grafit telah ditemukan di alam selama lebih dari 1000 tahun dan sintesis buatannya telah dipelajari selama lebih dari 100 tahun, kualitas sampel grafit, baik alami maupun sintetis, masih jauh dari ideal. Misalnya, ukuran domain grafit kristal tunggal terbesar dalam bahan grafit biasanya kurang dari 1 mm, yang sangat kontras dengan ukuran banyak kristal seperti kristal tunggal kuarsa dan kristal tunggal silikon. Ukurannya bisa mencapai skala satu meter. Ukuran grafit kristal tunggal yang sangat kecil disebabkan oleh lemahnya interaksi antar lapisan grafit, dan kerataan lapisan graphene sulit dipertahankan selama pertumbuhan, sehingga grafit mudah terpecah menjadi beberapa batas butir kristal tunggal secara tidak teratur. . Untuk mengatasi masalah utama ini, Profesor Emeritus dari Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan (UNIST) dan kolaboratornya Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge dari Universitas Peking, dan lainnya telah mengusulkan strategi untuk mensintesis skala besaran tipis kristal tunggal grafit. film, hingga skala inci. Metode mereka menggunakan foil nikel kristal tunggal sebagai substrat, dan atom karbon diumpankan dari bagian belakang foil nikel melalui “proses disolusi-difusi-deposisi isotermal”. Daripada menggunakan sumber karton gas, mereka memilih bahan karbon padat untuk memfasilitasi pertumbuhan grafit. Strategi baru ini memungkinkan produksi film grafit kristal tunggal dengan ketebalan sekitar 1 inci dan 35 mikron, atau lebih dari 100.000 lapisan graphene dalam beberapa hari. Dibandingkan dengan semua sampel grafit yang tersedia, grafit kristal tunggal memiliki konduktivitas termal ~2880 W m-1K-1, kandungan pengotor yang tidak signifikan, dan jarak antar lapisan yang minimum. (1) Keberhasilan sintesis film nikel kristal tunggal berukuran besar sebagai substrat ultra-datar menghindari gangguan grafit sintetik; (2) 100.000 lapisan graphene ditumbuhkan secara isotermal dalam waktu sekitar 100 jam, sehingga setiap lapisan graphene disintesis dalam lingkungan kimia dan suhu yang sama, yang menjamin kualitas grafit yang seragam; (3) Pasokan karbon yang terus-menerus melalui sisi belakang lembaran nikel memungkinkan lapisan graphene terus tumbuh dengan kecepatan yang sangat tinggi, kira-kira satu lapisan setiap lima detik,”
Waktu posting: 09-November-2022