Физикийн ертөнцөд бүртгүүлсэнд баярлалаа. Хэрэв та мэдээллээ хүссэн үедээ өөрчлөхийг хүсвэл Миний бүртгэлд зочилно уу.
Графит хальс нь электрон төхөөрөмжийг цахилгаан соронзон (EM) цацраг туяанаас хамгаалж чаддаг боловч тэдгээрийг үйлдвэрлэх одоогийн аргууд нь хэдэн цаг шаардагдах бөгөөд 3000 °C орчим боловсруулалтын температур шаарддаг. Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Шэньянгийн Материалын Шинжлэх Ухааны Үндэсний Лабораторийн судлаачдын баг этанолд никель тугалган цаасны халуун туузыг бөхөөж хэдхэн секундын дотор өндөр чанартай графит хальс хийх өөр аргыг харуулсан. Эдгээр хальсны өсөлтийн хурд нь одоо байгаа аргуудаас хоёр дахин их бөгөөд хальсны цахилгаан дамжуулах чадвар болон механик бат бэх чанар нь химийн уурын тунадасжуулалт (CVD) ашиглан хийсэн хальсныхтай адил юм.
Бүх электрон төхөөрөмжүүд тодорхой хэмжээний цахилгаан соронзон цацраг үүсгэдэг. Төхөөрөмжүүд улам бүр жижиг болж, улам өндөр давтамжтай ажиллах тусам цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI) үүсэх магадлал нэмэгдэж, төхөөрөмжийн болон ойролцоох электрон системийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй юм.
Ван дер Ваалсын хүчээр холбогдсон графены давхаргаас бүрдсэн нүүрстөрөгчийн аллотроп болох графит нь цахилгаан соронзон цацрагийн эсрэг үр дүнтэй хамгаалалт болдог хэд хэдэн гайхалтай цахилгаан, дулааны болон механик шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч цахилгаан дамжуулах чадвар өндөр байхын тулд маш нимгэн хальсан хэлбэртэй байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь цахилгаан соронзон цацрагийн практик хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой юм. Учир нь энэ нь материал нь доторх цэнэг зөөгчтэй харилцан үйлчлэх үед цахилгаан соронзон долгионыг ойлгож, шингээж чаддаг гэсэн үг юм.
Одоогийн байдлаар графит хальс хийх гол аргууд нь үнэрт полимерүүдийн өндөр температурт пиролиз хийх эсвэл графен (GO) исэл эсвэл графен нано хуудас давхаргаар давхарлах явдал юм. Хоёр процесс хоёулаа 3000 °C орчим өндөр температур, нэг цагийн боловсруулалт шаарддаг. CVD-д шаардлагатай температур бага байдаг (700-1300 °C хооронд), гэхдээ вакуумд ч гэсэн нанометрийн зузаантай хальс хийхэд хэдэн цаг шаардагдана.
Вэнцай Ренээр ахлуулсан баг никель тугалган цаасыг аргоны агаар мандалд 1200 °C хүртэл халааж, дараа нь 0 °C-д этанолд хурдан дүрж хэдхэн секундын дотор хэдэн арван нанометр зузаантай өндөр чанартай графит хальс үйлдвэрлэжээ. Этанолын задралаас үүссэн нүүрстөрөгчийн атомууд нь металлын өндөр нүүрстөрөгчийн уусах чадварын ачаар (1200 °C-д 0.4 жингийн%) никелд тархаж, уусдаг. Энэхүү нүүрстөрөгчийн уусах чадвар нь бага температурт мэдэгдэхүйц буурдаг тул нүүрстөрөгчийн атомууд дараа нь бөхөөх явцад никелийн гадаргуугаас салж, тунадасжиж, зузаан графит хальс үүсгэдэг. Судлаачид никелийн маш сайн каталитик идэвхжил нь өндөр талстлаг графит үүсэхэд тусалдаг гэж мэдээлж байна.
Рен болон түүний хамтрагчид өндөр нягтралтай дамжуулах микроскоп, рентген дифракци болон Раманы спектроскопийн хослолыг ашиглан өөрсдийн гаргаж авсан бал чулуу нь том талбайд өндөр талстлаг, сайн давхаргатай, харагдахуйц согоггүй болохыг тогтоожээ. Киноны электрон дамжуулах чадвар нь CVD эсвэл өндөр температурын техник болон GO/графен хальсыг шахах замаар ургуулсан хальстай төстэй 2.6 x 105 S/m хүртэл өндөр байв.
Материал нь EM цацрагийг хэр сайн хааж чадахыг шалгахын тулд баг нь 600 мм2 гадаргуугийн талбайтай хальсыг полиэтилен терефталат (PET)-ээр хийсэн суурь дээр шилжүүлсэн. Дараа нь тэд 8.2-12.4 GHz хоорондох X зурвасын давтамжийн хүрээнд хальсны EMI хамгаалалтын үр нөлөөг (SE) хэмжсэн. Тэд ойролцоогоор 77 нм зузаантай хальсны хувьд 14.92 дБ-ээс дээш EMI SE-ийг олсон. Илүү олон хальсыг хооронд нь давхарлахад энэ утга нь X зурвасын бүхэлдээ 20 дБ-ээс дээш (арилжааны хэрэглээнд шаардлагатай хамгийн бага утга) хүртэл нэмэгддэг. Үнэндээ таван ширхэг давхарласан бал чулуун хальс (нийт 385 нм орчим зузаантай) агуулсан хальсны EMI SE нь 28 дБ орчим байдаг бөгөөд энэ нь материал нь туссан цацрагийн 99.84%-ийг хааж чадна гэсэн үг юм. Ерөнхийдөө баг нь X зурвасын дагуу 481,000 дБ/см2/г EMI хамгаалалтыг хэмжсэн нь өмнө нь мэдээлэгдсэн бүх синтетик материалаас илүү үзүүлэлт юм.
Судлаачид өөрсдийн мэдэхийн хэрээр тэдний бал чулуун хальс нь мэдээлэгдсэн хамгаалалтын материалуудын дунд хамгийн нимгэн нь бөгөөд арилжааны хэрэглээний шаардлагыг хангахуйц цахилгаан соронзон хальсны хамгаалалтын гүйцэтгэлтэй гэж хэлж байна. Үүний механик шинж чанар нь бас таатай. Материалын хугарлын бат бэх нь ойролцоогоор 110 МПа (поликарбонат тулгуур дээр байрлуулсан материалын стресс-деформацийн муруйгаас гаргаж авсан) нь бусад аргаар ургуулсан бал чулуун хальснаас өндөр байна. Кино нь мөн уян хатан бөгөөд цахилгаан соронзон хальсны хамгаалалтын шинж чанараа алдалгүйгээр 5 мм-ийн нугалах радиустайгаар 1000 удаа нугалж болно. Энэ нь мөн 550 °C хүртэл дулаанд тэсвэртэй. Эдгээр болон бусад шинж чанарууд нь үүнийг сансар судлал, электроник, оптоэлектроник зэрэг олон салбарт хэт нимгэн, хөнгөн, уян хатан, үр дүнтэй цахилгаан соронзон хальсны хамгаалалтын материал болгон ашиглаж болно гэсэн үг гэж баг үзэж байна.
Энэхүү шинэ нээлттэй хандалттай сэтгүүлээс материалын шинжлэх ухааны хамгийн чухал бөгөөд сэтгэл хөдөлгөм дэвшлүүдийг уншина уу.
Физикийн ертөнц нь IOP Publishing-ийн дэлхийн хэмжээний судалгаа, инновацийг аль болох өргөн хүрээний хүмүүст хүргэх зорилгын гол хэсэг юм. Энэхүү вэбсайт нь дэлхийн шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн онлайн, дижитал болон хэвлэмэл мэдээллийн үйлчилгээний цуглуулга болох Физикийн ертөнцийн багцын нэг хэсэг юм.
Нийтэлсэн цаг: 2020 оны 5-р сарын 7