Eskerrik asko Physics World-en erregistratzeagatik. Zure datuak edozein unetan aldatu nahi badituzu, bisitatu Nire kontua.
Grafitozko filmen bidez gailu elektronikoak erradiazio elektromagnetikotik (EM) babestu daitezke, baina gaur egungo fabrikazio teknikek ordu batzuk behar dituzte eta 3000 °C inguruko prozesatzeko tenperaturak behar dituzte. Txinako Zientzien Akademiako Shenyang Materialen Zientzia Laborategi Nazionaleko ikertzaile talde batek orain beste modu bat erakutsi du kalitate handiko grafitozko filmak segundo gutxitan egiteko, nikel xafla beroak etanolean hoztuz. Film hauen hazkunde-tasa bi magnitude-ordena baino gehiago handiagoa da dauden metodoekin alderatuta, eta filmen eroankortasun elektrikoa eta erresistentzia mekanikoa lurrun-deposizio kimikoaren bidez (CVD) egindako filmen parekoak dira.
Gailu elektroniko guztiek erradiazio elektromagnetikoa sortzen dute. Gailuak gero eta txikiagoak diren heinean eta maiztasun handiagoetan funtzionatzen duten heinean, interferentzia elektromagnetikoen (EMI) potentziala handitzen da, eta horrek gailuaren errendimenduan eta inguruko sistema elektronikoetan eragin negatiboa izan dezake.
Grafitoa, van der Waals indarrez elkartutako grafeno geruzez osatutako karbono alotropo bat, propietate elektriko, termiko eta mekaniko nabarmen ugari ditu, eta horiei esker, EMIren aurkako babes eraginkorra da. Hala ere, oso film mehe baten forma izan behar du eroankortasun elektriko handia izan dezan, eta hori garrantzitsua da EMI aplikazio praktikoetarako, materialak EM uhinak islatu eta xurgatu ditzakeelako barneko karga-eramaileekin elkarreragiten dutenean.
Gaur egun, grafitozko filmak egiteko modu nagusiak polimero aromatikoen tenperatura altuko pirolisia edo grafeno (GO) oxidoa edo grafeno nanoxaflak geruzaz geruza pilatzea dira. Bi prozesuek 3000 °C inguruko tenperatura altuak eta ordubeteko prozesatzeko denborak behar dituzte. CVD-n, beharrezko tenperaturak baxuagoak dira (700 eta 1300 °C artean), baina ordu batzuk behar dira nanometroko lodierako filmak egiteko, baita hutsean ere.
Wencai Renek zuzendutako talde batek hamarnaka nanometroko lodierako kalitate handiko grafito-filma ekoiztu du segundo gutxitan, nikel-xafla 1200 °C-ra argon-atmosferan berotuz eta, ondoren, xafla hori etanolean azkar murgilduz 0 °C-tan. Etanolaren deskonposiziotik sortutako karbono-atomoak nikelean barreiatu eta disolbatzen dira, metalaren karbono-disolbagarritasun handiari esker (% 0,4 pisuan 1200 °C-tan). Karbono-disolbagarritasun hori asko gutxitzen denez tenperatura baxuan, karbono-atomoak ondoren nikelaren gainazaletik bereizi eta hauspeatu egiten dira hoztean zehar, grafito-film lodi bat sortuz. Ikertzaileek jakinarazi dute nikelaren jarduera katalitiko bikainak grafito oso kristalinoa eratzen ere laguntzen duela.
Bereizmen handiko transmisio-mikroskopia, X izpien difrakzioa eta Raman espektroskopia konbinatuz, Renek eta lankideek aurkitu zuten ekoitzitako grafitoa oso kristalinoa zela azalera handietan, ondo geruzatua eta akats ikusgairik gabea. Filmaren elektroi-eroankortasuna 2,6 x 105 S/m-koa zen, CVD edo tenperatura altuko tekniken bidez eta GO/grafeno filmen prentsatzearen antzekoa.
Materialak EM erradiazioa zenbateraino blokeatzen zuen probatzeko, taldeak 600 mm2-ko azalera zuten filmak polietileno tereftalatoz (PET) egindako substratuetara transferitu zituen. Ondoren, filmaren EMI babes-eraginkortasuna (SE) neurtu zuten X bandako maiztasun-tartean, 8,2 eta 12,4 GHz artean. 14,92 dB baino gehiagoko EMI SE aurkitu zuten gutxi gorabehera 77 nm-ko lodierako film baterako. Balio hori 20 dB baino gehiagora igotzen da (aplikazio komertzialetarako behar den gutxieneko balioa) X banda osoan film gehiago pilatzen dituztenean. Izan ere, bost grafito-film pilatu dituen film batek (guztira 385 nm inguruko lodiera) 28 dB inguruko EMI SE du, eta horrek esan nahi du materialak erasile-erradiazioaren % 99,84 blokeatu dezakeela. Oro har, taldeak 481.000 dB/cm2/g-ko EMI babes-eraginkortasuna neurtu zuen X bandan zehar, aurretik jakinarazitako material sintetiko guztiak gaindituz.
Ikertzaileek diotenez, dakienez, haien grafito-filma da jakinarazi diren babes-materialen artean meheena, eta EMI babes-errendimendua du aplikazio komertzialetarako eskakizuna asetzeko gai dena. Bere propietate mekanikoak ere onak dira. Materialaren haustura-erresistentzia, 110 MPa ingurukoa (polikarbonatozko euskarri batean jarritako materialaren tentsio-deformazio kurbetatik aterata), beste metodoen bidez hazitako grafito-filena baino handiagoa da. Filma malgua ere bada, eta 1000 aldiz tolestu daiteke 5 mm-ko tolestura-erradioarekin, EMI babes-propietateak galdu gabe. Gainera, termikoki egonkorra da 550 °C-raino. Taldeak uste du propietate hauek eta beste batzuek esan nahi dutela EMI babes-material ultramehe, arin, malgu eta eraginkor gisa erabil daitekeela hainbat arlotako aplikazioetarako, besteak beste, aeroespazialki, elektronika eta optoelektronika.
Irakurri materialen zientziako aurrerapen esanguratsu eta zirraragarrienak sarbide irekiko aldizkari berri honetan.
Physics World IOP Publishing-en misioaren funtsezko atala da, mundu mailako ikerketa eta berrikuntza ahalik eta publiko zabalenari helarazteko. Webgunea Physics World zorroaren parte da, mundu mailako zientzia komunitatearentzako online, digital eta inprimatutako informazio zerbitzuen bilduma bat.
Argitaratze data: 2020ko maiatzaren 7a