Mèsi paske ou te enskri nan Physics World. Si ou ta renmen chanje enfòmasyon ou yo nenpòt ki lè, tanpri vizite Kont mwen an.
Fim grafit yo ka pwoteje aparèy elektwonik kont radyasyon elektwomayetik (EM), men teknik aktyèl yo pou fabrike yo pran plizyè èdtan epi yo mande tanperati pwosesis anviwon 3000 °C. Yon ekip chèchè ki soti nan Laboratwa Nasyonal Shenyang pou Syans Materyèl nan Akademi Syans Chinwa a kounye a demontre yon lòt fason pou fè fim grafit kalite siperyè nan kèk segonn sèlman lè yo tranpe bann cho papye nikèl nan etanòl. To kwasans pou fim sa yo plis pase de lòd mayitid pi wo pase nan metòd ki deja egziste yo, epi konduktivite elektrik ak fòs mekanik fim yo nan menm nivo ak fim ki fèt lè l sèvi avèk depo vapè chimik (CVD).
Tout aparèy elektwonik pwodui yon sèten radyasyon EM. Ofiramezi aparèy yo ap vin pi piti epi yo ap fonksyone nan frekans ki pi wo, potansyèl pou entèferans elektwomayetik (EMI) ap ogmante, epi li ka afekte pèfòmans aparèy la ansanm ak pèfòmans sistèm elektwonik ki toupre yo.
Grafit, yon alotrop kabòn ki konstwi ak kouch grafèn ki kenbe ansanm pa fòs van der Waals, gen yon kantite pwopriyete elektrik, tèmik ak mekanik remakab ki fè li yon pwoteksyon efikas kont EMI. Sepandan, li bezwen nan fòm yon fim trè mens pou li gen yon konduktivite elektrik ki wo, ki enpòtan pou aplikasyon EMI pratik paske sa vle di ke materyèl la ka reflete epi absòbe ond EM yo pandan y ap kominike avèk transpòtè chaj ki anndan li yo.
Kounye a, prensipal fason pou fè fim grafit yo enplike swa piroliz nan gwo tanperati nan polymère aromatik oswa anpile oksid grafèn (GO) oswa fèy grafen nanos kouch pa kouch. Tou de pwosesis yo mande tanperati ki wo nan anviwon 3000 °C ak tan pwosesis inèdtan. Nan CVD, tanperati ki nesesè yo pi ba (ant 700 ak 1300 °C), men li pran kèk èdtan pou fè fim nanomèt epesè, menm nan vid.
Yon ekip dirije pa Wencai Ren rive pwodui yon fim grafit kalite siperyè ki gen plizyè dizèn nanomèt epesè nan kèk segond lè yo chofe yon papye nikèl a 1200 °C nan yon atmosfè agon epi answit plonje papye sa a rapidman nan etanòl a 0 °C. Atòm kabòn ki pwodui nan dekonpozisyon etanòl la difize epi fonn nan nikèl la gras a gwo solubilite kabòn metal la (0.4% an pwa a 1200 °C). Piske solubilite kabòn sa a diminye anpil nan tanperati ki ba, atòm kabòn yo separe epi presipite sou sifas nikèl la pandan trempe, sa ki pwodui yon fim grafit epè. Chèchè yo rapòte ke ekselan aktivite katalitik nikèl la ede tou fòmasyon grafit trè cristalline.
Lè yo te itilize yon konbinezon mikwoskòp transmisyon wo rezolisyon, difraksyon reyon X ak spektroskopi Raman, Ren ak kòlèg li yo te dekouvri ke grafit yo te pwodui a te trè kristalin sou gwo sifas, byen kouch epi li pa t gen okenn domaj vizib. Konduktivite elektwon fim nan te rive jis 2.6 x 105 S/m, menm jan ak fim ki grandi pa teknik CVD oswa tanperati ki wo ak presyon fim GO/grafèn.
Pou teste kijan materyèl la te kapab bloke radyasyon EM byen, ekip la te transfere fim ki gen yon sifas 600 mm2 sou substrat ki fèt ak tereftalat polietilèn (PET). Apre sa, yo te mezire efikasite pwoteksyon EMI (SE) fim nan nan seri frekans X-band lan, ant 8.2 ak 12.4 GHz. Yo te jwenn yon EMI SE plis pase 14.92 dB pou yon fim ki gen apeprè 77 nm epesè. Valè sa a ogmante a plis pase 20 dB (valè minimòm ki nesesè pou aplikasyon komèsyal) nan tout X-band lan lè yo te anpile plis fim ansanm. Anfèt, yon fim ki gen senk moso fim grafit anpile (anviwon 385 nm epesè an total) gen yon EMI SE anviwon 28 dB, ki vle di ke materyèl la ka bloke 99.84% nan radyasyon ensidan an. An jeneral, ekip la te mezire yon pwoteksyon EMI 481,000 dB/cm2/g atravè X-band lan, depase tout materyèl sentetik ki te rapòte deja.
Chèchè yo di ke nan sa yo konnen, fim grafit yo a se pi mens pami materyèl pwoteksyon yo rapòte yo, ak yon pèfòmans pwoteksyon EMI ki ka satisfè egzijans pou aplikasyon komèsyal yo. Pwopriyete mekanik li yo favorab tou. Rezistans materyèl la nan frakti apeprè 110 MPa (ekstrè nan koub estrès-defòmasyon materyèl ki mete sou yon sipò polikarbonat) pi wo pase fim grafit ki grandi ak lòt metòd yo. Fim nan fleksib tou, epi li ka pliye 1000 fwa ak yon reyon koube 5 mm san li pa pèdi pwopriyete pwoteksyon EMI li yo. Li estab tèmikman tou jiska 550 °C. Ekip la kwè ke pwopriyete sa yo ak lòt pwopriyete vle di ke li ta ka itilize kòm yon materyèl pwoteksyon EMI ultra mens, lejè, fleksib ak efikas pou aplikasyon nan plizyè domèn, tankou ayewospasyal osi byen ke elektwonik ak optoelektwonik.
Li pwogrè ki pi enpòtan ak enteresan nan syans materyèl nan nouvo jounal aksè ouvè sa a.
Physics World reprezante yon pati enpòtan nan misyon IOP Publishing pou kominike rechèch ak inovasyon klas mondyal bay pi gwo odyans posib. Sit entènèt la fè pati pòtfolyo Physics World, yon koleksyon sèvis enfòmasyon sou entènèt, dijital ak enprime pou kominote syantifik mondyal la.
Dat piblikasyon: 7 me 2020