Misaotra anao nisoratra anarana tao amin'ny Physics World. Raha te hanova ny mombamomba anao amin'ny fotoana rehetra ianao dia tsidiho ny kaontiko.
Afaka miaro ireo fitaovana elektronika amin'ny taratra elektromagnetika (EM) ny sarimihetsika grafita, saingy maharitra ora maromaro ny teknika ankehitriny amin'ny fanamboarana azy ireo ary mitaky mari-pana manodidina ny 3000 °C. Ekipa mpikaroka avy amin'ny Laboratoara Nasionaly Shenyang ho an'ny Siansa momba ny Akora ao amin'ny Akademia Shinoa momba ny Siansa no naneho fomba hafa hanaovana sarimihetsika grafita avo lenta ao anatin'ny segondra vitsy monja amin'ny alàlan'ny famonoana ireo sombin-taratasy nikela mafana ao anaty etanôla. Ny tahan'ny fitomboan'ireo sarimihetsika ireo dia avo roa heny noho ny fomba efa misy, ary ny fitarihana herinaratra sy ny tanjaky ny mekanika amin'ny sarimihetsika dia mitovy amin'ny an'ny sarimihetsika vita amin'ny alàlan'ny fametrahana etona simika (CVD).
Mamokatra taratra EM ny fitaovana elektronika rehetra. Rehefa mihakely sy miasa amin'ny matetika avo kokoa hatrany ireo fitaovana ireo, dia mitombo ny mety hisian'ny fitsabahana elektromagnetika (EMI), ary mety hisy fiantraikany ratsy amin'ny fahombiazan'ny fitaovana sy ny rafitra elektronika eo akaiky eo.
Ny grafita, izay alotropin'ny karbônina naorina avy amin'ny sosona grafenina mifamatotra amin'ny herin'i van der Waals, dia manana toetra elektrika, mafana ary mekanika miavaka maro izay mahatonga azy ho ampinga mahomby amin'ny EMI. Na izany aza, mila endrika sarimihetsika manify dia manify izy io mba hananany conductivity elektrika avo lenta, izay zava-dehibe amin'ny fampiharana EMI azo ampiharina satria midika izany fa afaka maneho sy mandray onja EM ny fitaovana rehefa mifandray amin'ireo mpitondra fiampangana ao anatiny izy ireo.
Amin'izao fotoana izao, ny fomba lehibe indrindra amin'ny fanaovana sarimihetsika grafita dia ny pyrolysis amin'ny hafanana avo lenta amin'ny polymers aromatika na ny fanangonana sosona isaky ny sosona ny graphene oxide (GO) na ny graphene nanosheets. Samy mitaky mari-pana avo lenta manodidina ny 3000 °C sy fotoana fanodinana adiny iray ireo dingana roa ireo. Ao amin'ny CVD, ambany kokoa ny mari-pana ilaina (eo anelanelan'ny 700 sy 1300 °C), saingy mila ora vitsivitsy ny fanaovana sarimihetsika matevina toy ny nanometre, na dia ao anaty banga aza.
Ekipa iray notarihin'i Wencai Ren no namorona sarimihetsika grafita avo lenta am-polony nanometatra ny hateviny tao anatin'ny segondra vitsy tamin'ny fanafanana ny takelaka nikela hatramin'ny 1200 °C tao anaty atmosfera argon ary avy eo dia nandevina haingana ity takelaka ity tao anaty etanôla amin'ny 0 °C. Miparitaka sy levona ao anaty nikela ny atôma karbônina vokarin'ny fahapotehan'ny etanôla noho ny fahafahan'ny metaly levona amin'ny karbônina avo lenta (0.4 wt% amin'ny 1200 °C). Satria mihena be io fahafahan'ny metaly levona amin'ny karbônina io amin'ny mari-pana ambany, dia misaraka sy mivaingana avy eo amin'ny velaran'ny nikela ny atôma karbônina mandritra ny famonoana, ka mamokatra sarimihetsika grafita matevina. Mitatitra ireo mpikaroka fa ny fiasan'ny nikela amin'ny alalan'ny katalitika tsara dia tsara dia manampy amin'ny fiforonan'ny grafita kristaly avo lenta ihany koa.
Nampiasa fitambaran'ny mikroskopia fandefasana avo lenta, ny difraksiona taratra X ary ny spectroscopy Raman, i Ren sy ireo mpiara-miasa aminy dia nahita fa ny grafita novokarin'izy ireo dia kristaly be amin'ny faritra midadasika, misy sosona tsara ary tsy misy lesoka hita maso. Ny fitondran'ny elektrôna amin'ny sarimihetsika dia mahatratra 2.6 x 105 S/m, mitovy amin'ny sarimihetsika ambolena amin'ny alàlan'ny CVD na teknika amin'ny mari-pana avo ary ny fanindriana ny sarimihetsika GO/graphene.
Mba hitsapana ny fahaizan'ilay fitaovana manakana ny taratra EM, dia namindra sarimihetsika manana velaran-tany 600 mm2 teo amin'ny substrates vita amin'ny polyethylene terephthalate (PET) ny ekipa. Avy eo dia norefesin'izy ireo ny fahombiazan'ny fiarovana EMI (SE) an'ilay sarimihetsika tao amin'ny elanelam-peo X-band, eo anelanelan'ny 8.2 sy 12.4 GHz. Nahita EMI SE mihoatra ny 14.92 dB izy ireo ho an'ny sarimihetsika 77 nm eo ho eo ny hateviny. Mitombo ho mihoatra ny 20 dB io sanda io (ny sanda farany ambany ilaina amin'ny fampiharana ara-barotra) ao amin'ny X-band manontolo rehefa ampiarahana sarimihetsika bebe kokoa. Eny tokoa, ny sarimihetsika misy sarimihetsika grafita dimy mifampitohy (manodidina ny 385 nm ny hateviny amin'ny fitambarany) dia manana EMI SE manodidina ny 28 dB, izay midika fa afaka manakana ny 99.84% amin'ny taratra miditra ilay fitaovana. Amin'ny ankapobeny, ny ekipa dia nandrefy fiarovana EMI 481,000 dB/cm2/g manerana ny X-band, izay nihoatra ny fitaovana sentetika rehetra voalaza teo aloha.
Milaza ireo mpikaroka fa araka ny fahalalany tsara indrindra, ny sarimihetsika grafita no manify indrindra amin'ireo fitaovana fiarovana voalaza, miaraka amin'ny fampisehoana fiarovana EMI izay afaka mahafeno ny fepetra takiana amin'ny fampiharana ara-barotra. Tsara ihany koa ny toetrany mekanika. Ny tanjaky ny fitaovana vaky eo amin'ny 110 MPa eo ho eo (nalaina avy amin'ny fiolahana stress-strain amin'ny fitaovana napetraka eo amin'ny fanohanana polycarbonate) dia avo kokoa noho ny an'ny sarimihetsika grafita ambolena amin'ny fomba hafa. Mora miolaka ihany koa ny sarimihetsika, ary azo aforitra in-1000 miaraka amin'ny radius miolaka 5 mm nefa tsy very ny toetrany fiarovana EMI. Maharitra amin'ny hafanana hatramin'ny 550 °C ihany koa izy io. Mino ny ekipa fa ireo toetra ireo sy ny hafa dia midika fa azo ampiasaina ho fitaovana fiarovana EMI manify dia manify, maivana, mora miolaka ary mahomby ho an'ny fampiharana amin'ny sehatra maro, anisan'izany ny aerospace ary koa ny elektronika sy optoelektronika.
Vakio ireo fandrosoana lehibe sy mampientam-po indrindra eo amin'ny siansan'ny fitaovana ato amin'ity gazety vaovao misokatra ho an'ny daholobe ity.
Ny Physics World dia maneho ampahany manan-danja amin'ny iraka ampanaovina ny IOP Publishing amin'ny fampitana fikarohana sy fanavaozana manerantany amin'ny mpihaino betsaka indrindra azo atao. Ny tranonkala dia anisan'ny portfolio Physics World, fanangonana serivisy fampahalalana an-tserasera, nomerika ary pirinty ho an'ny vondrom-piarahamonina siantifika manerantany.
Fotoana fandefasana: Mey-07-2020