Matur nuwun sampun ndhaftar ing Physics World. Menawi panjenengan kepéngin ngowahi data panjenengan kapan kemawon, mangga bukak akun Kula.
Film grafit bisa nglindhungi piranti elektronik saka radiasi elektromagnetik (EM), nanging teknik saiki kanggo nggawe mbutuhake pirang-pirang jam lan mbutuhake suhu pangolahan sekitar 3000 °C. Tim peneliti saka Laboratorium Nasional Shenyang kanggo Ilmu Material ing Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok saiki wis nduduhake cara alternatif kanggo nggawe film grafit berkualitas tinggi mung sawetara detik kanthi ngecorake potongan foil nikel panas ing etanol. Tingkat pertumbuhan film kasebut luwih saka rong urutan gedhene luwih dhuwur tinimbang metode sing wis ana, lan konduktivitas listrik lan kekuatan mekanik film kasebut padha karo film sing digawe nggunakake deposisi uap kimia (CVD).
Kabeh piranti elektronik ngasilake radiasi EM. Nalika piranti saya cilik lan beroperasi ing frekuensi sing saya dhuwur, potensi gangguan elektromagnetik (EMI) saya tambah, lan bisa mengaruhi kinerja piranti kasebut uga sistem elektronik ing sacedhake.
Grafit, alotrop karbon sing digawe saka lapisan graphene sing digabungake dening gaya van der Waals, nduweni sawetara sifat listrik, termal, lan mekanik sing luar biasa sing ndadekake minangka tameng sing efektif nglawan EMI. Nanging, kudu awujud film sing tipis banget supaya nduweni konduktivitas listrik sing dhuwur, sing penting kanggo aplikasi EMI praktis amarga tegese materi kasebut bisa nggambarake lan nyerep gelombang EM nalika berinteraksi karo pembawa muatan ing njero.
Saiki, cara utama nggawe film grafit yaiku pirolisis polimer aromatik suhu dhuwur utawa numpuk oksida graphene (GO) utawa nanosheet graphene lapis demi lapis. Kaloro proses kasebut mbutuhake suhu dhuwur sekitar 3000 °C lan wektu proses sak jam. Ing CVD, suhu sing dibutuhake luwih murah (antarane 700 nganti 1300 °C), nanging butuh sawetara jam kanggo nggawe film kandel nanometer, sanajan ing vakum.
Tim sing dipimpin dening Wencai Ren saiki wis ngasilake film grafit kualitas dhuwur sing kandele puluhan nanometer sajrone sawetara detik kanthi manasi foil nikel nganti 1200 °C ing atmosfer argon banjur kanthi cepet nyemplungake foil iki ing etanol ing suhu 0 °C. Atom karbon sing diasilake saka dekomposisi etanol nyebar lan larut menyang nikel amarga kelarutan karbon logam sing dhuwur (0,4 wt% ing 1200 °C). Amarga kelarutan karbon iki mudhun banget ing suhu sing endhek, atom karbon banjur misah lan ngendap saka permukaan nikel sajrone pendinginan, ngasilake film grafit sing kandel. Para peneliti nglaporake manawa aktivitas katalitik nikel sing apik banget uga mbantu pembentukan grafit sing kristal banget.
Nggunakake kombinasi mikroskop transmisi resolusi dhuwur, difraksi sinar-X, lan spektroskopi Raman, Ren lan kolegane nemokake yen grafit sing diasilake nduweni kristal sing dhuwur banget ing area sing amba, berlapis apik, lan ora ana cacat sing katon. Konduktivitas elektron film kasebut dhuwure nganti 2,6 x 105 S/m, padha karo film sing ditumbuhake kanthi teknik CVD utawa suhu dhuwur lan pengepresan film GO/graphene.
Kanggo nguji sepira apike materi kasebut bisa mblokir radiasi EM, tim kasebut mindhah film kanthi area permukaan 600 mm2 menyang substrat sing digawe saka polietilen tereftalat (PET). Banjur dheweke ngukur efektifitas pelindung EMI (SE) film kasebut ing kisaran frekuensi X-band, antarane 8,2 lan 12,4 GHz. Dheweke nemokake EMI SE luwih saka 14,92 dB kanggo film kanthi kekandelan kira-kira 77 nm. Nilai iki mundhak dadi luwih saka 20 dB (nilai minimal sing dibutuhake kanggo aplikasi komersial) ing kabeh X-band nalika dheweke numpuk luwih akeh film. Pancen, film sing ngemot limang potongan film grafit sing ditumpuk (total kekandelan udakara 385 nm) duwe EMI SE sekitar 28 dB, sing tegese materi kasebut bisa mblokir 99,84% radiasi sing teka. Sakabèhé, tim kasebut ngukur pelindung EMI 481.000 dB/cm2/g ing X-band, ngluwihi kabeh bahan sintetis sing dilapurake sadurunge.
Para peneliti ujar manawa sakwruh kawruhe, film grafit kasebut minangka sing paling tipis ing antarane bahan pelindung sing dilapurake, kanthi kinerja pelindung EMI sing bisa nyukupi kabutuhan kanggo aplikasi komersial. Sifat mekanike uga apik. Kekuwatan fraktur bahan kasebut kira-kira 110 MPa (dijupuk saka kurva stres-regangan bahan sing diselehake ing dhukungan polikarbonat) luwih dhuwur tinimbang film grafit sing ditumbuhake kanthi metode liyane. Film kasebut uga fleksibel, lan bisa dibengkokake 1000 kali kanthi radius lentur 5 mm tanpa kelangan sifat pelindung EMI. Uga stabil sacara termal nganti 550 °C. Tim kasebut percaya manawa sifat kasebut lan sifat liyane tegese bisa digunakake minangka bahan pelindung EMI sing ultra tipis, entheng, fleksibel lan efektif kanggo aplikasi ing pirang-pirang wilayah, kalebu aerospace uga elektronik lan optoelektronik.
Wacanen kemajuan paling penting lan nyenengake ing ilmu material ing jurnal akses terbuka anyar iki.
Physics World minangka bagean penting saka misi IOP Publishing kanggo komunikasi riset lan inovasi kelas dunia marang pamirsa sing paling akeh. Situs web iki minangka bagean saka portofolio Physics World, koleksi layanan informasi online, digital, lan cetak kanggo komunitas ilmiah global.
Wektu kiriman: 07-Mei-2020