လျင်မြန်စွာကြီးထွားလာသော ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်သည် လျှပ်စစ်သံလိုက်ရောင်ခြည်ကို ပိတ်ဆို့ပေးသည်

Physics World မှာ မှတ်ပုံတင်ပေးတဲ့အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။ သင့်ရဲ့ အသေးစိတ်အချက်အလက်တွေကို အချိန်မရွေး ပြောင်းလဲချင်တယ်ဆိုရင် ကျွန်တော့်ရဲ့အကောင့်ကို ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုပါ။

ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်များသည် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများကို လျှပ်စစ်သံလိုက် (EM) ရောင်ခြည်မှ ကာကွယ်ပေးနိုင်သော်လည်း လက်ရှိထုတ်လုပ်သည့်နည်းပညာများသည် နာရီပေါင်းများစွာကြာမြင့်ပြီး 3000°C ခန့်ရှိသော လုပ်ငန်းစဉ်အပူချိန်များ လိုအပ်ပါသည်။ တရုတ်သိပ္ပံအကယ်ဒမီရှိ Shenyang အမျိုးသားပစ္စည်းသိပ္ပံဓာတ်ခွဲခန်းမှ သုတေသီအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့သည် အီသနောတွင် နီကယ်သတ္တုပြားပူများကို မီးငြိမ်းစေခြင်းဖြင့် စက္ကန့်အနည်းငယ်အတွင်း အရည်အသွေးမြင့်ဂရပ်ဖလင်များပြုလုပ်နိုင်သည့် အခြားနည်းလမ်းတစ်ခုကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။ ဤဖလင်များ၏ ကြီးထွားမှုနှုန်းသည် ရှိပြီးသားနည်းလမ်းများထက် အဆနှစ်ဆကျော်ပိုမိုမြင့်မားပြီး ဖလင်များ၏ လျှပ်စစ်စီးကူးမှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခိုင်ခံ့မှုသည် ဓာတုအငွေ့စုပုံခြင်း (CVD) ကို အသုံးပြု၍ ပြုလုပ်ထားသော ဖလင်များနှင့် တန်းတူညီမျှပါသည်။

အီလက်ထရွန်းနစ် စက်ပစ္စည်းအားလုံးသည် EM ရောင်ခြည်အချို့ကို ထုတ်လုပ်ကြသည်။ စက်ပစ္စည်းများသည် ပိုမိုသေးငယ်လာပြီး မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းများတွင် လည်ပတ်လာသည်နှင့်အမျှ လျှပ်စစ်သံလိုက် အနှောင့်အယှက် (EMI) ဖြစ်နိုင်ခြေ မြင့်တက်လာပြီး စက်ပစ္စည်း၏ စွမ်းဆောင်ရည်အပြင် အနီးအနားရှိ အီလက်ထရွန်းနစ်စနစ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ဆိုးကျိုးသက်ရောက်စေနိုင်သည်။

van der Waals အားများဖြင့် စုစည်းထားသော ဂရပ်ဖင်းအလွှာများမှ တည်ဆောက်ထားသော ကာဗွန်၏ allotrope တစ်မျိုးဖြစ်သည့် ဂရပ်ဖိုက်သည် EMI ကို တားဆီးရာတွင် ထိရောက်သော အကာအရံတစ်ခု ဖြစ်စေသည့် ထူးခြားသော လျှပ်စစ်၊ အပူနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများစွာ ရှိသည်။ သို့သော် လျှပ်စစ်စီးကူးမှု မြင့်မားစေရန်အတွက် အလွန်ပါးလွှာသော ဖလင်ပုံစံဖြင့် ရှိရန် လိုအပ်ပြီး ၎င်းသည် လက်တွေ့ EMI အသုံးချမှုများအတွက် အရေးကြီးပါသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် ပစ္စည်းအတွင်းရှိ အားသွင်းသယ်ဆောင်သူများနှင့် ဓါတ်ပြုသည့်အခါ EM လှိုင်းများကို ထင်ဟပ်ပြီး စုပ်ယူနိုင်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။

လက်ရှိတွင် ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်ပြုလုပ်သည့် အဓိကနည်းလမ်းများတွင် အမွှေးနံ့သာပိုလီမာများကို အပူချိန်မြင့် pyrolysis ပြုလုပ်ခြင်း သို့မဟုတ် graphene (GO) oxide သို့မဟုတ် graphene nanosheets များကို အလွှာလိုက် စီခြင်း ပါဝင်သည်။ လုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုစလုံးသည် ၃၀၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ခန့်ရှိသော မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် တစ်နာရီကြာ လုပ်ဆောင်ချိန်များ လိုအပ်သည်။ CVD တွင် လိုအပ်သောအပူချိန်များသည် နိမ့်သည် (၇၀၀ မှ ၁၃၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ကြား)၊ သို့သော် လေဟာနယ်တွင်ပင် နာနိုမီတာအထူဖလင်များပြုလုပ်ရန် နာရီအနည်းငယ်ကြာသည်။

Wencai Ren ဦးဆောင်သောအဖွဲ့သည် အာဂွန်လေထုတွင် နီကယ်သတ္တုပြားကို ၁၂၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထိ အပူပေးပြီးနောက် ဤသတ္တုပြားကို ၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ရှိ အီသနောထဲတွင် လျင်မြန်စွာနှစ်မြှုပ်ခြင်းဖြင့် စက္ကန့်အနည်းငယ်အတွင်း နာနိုမီတာဆယ်ဂဏန်းထူသော အရည်အသွေးမြင့် ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်ကို ထုတ်လုပ်နိုင်ခဲ့ပြီဖြစ်သည်။ အီသနောပြိုကွဲခြင်းမှ ထွက်ပေါ်လာသော ကာဗွန်အက်တမ်များသည် သတ္တု၏ မြင့်မားသောကာဗွန်ပျော်ဝင်နိုင်စွမ်း (၁၂၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် ၀.၄ wt%) ကြောင့် ပျံ့နှံ့ပြီး နီကယ်ထဲသို့ ပျော်ဝင်သွားသည်။ ဤကာဗွန်ပျော်ဝင်နိုင်စွမ်းသည် အပူချိန်နိမ့်သောအခါတွင် သိသိသာသာကျဆင်းသွားသောကြောင့် ကာဗွန်အက်တမ်များသည် မီးငြိမ်းသတ်နေစဉ်အတွင်း နီကယ်မျက်နှာပြင်မှ ခွဲထွက်ပြီး စုပုံလာပြီး ထူထဲသောဂရပ်ဖလင်ကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်။ နီကယ်၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော ဓာတ်ကူပေးလုပ်ဆောင်ချက်သည် အလွန်ကြည်လင်သော ဂရပ်ဖိုက်ဖွဲ့စည်းမှုကိုလည်း အထောက်အကူပြုကြောင်း သုတေသီများက အစီရင်ခံကြသည်။

မြင့်မားသော ရုပ်ထွက်အရည်အသွေးရှိသော ထုတ်လွှင့်မှု မိုက်ခရိုစကုပ်၊ X-ray diffraction နှင့် Raman spectroscopy တို့ကို ပေါင်းစပ်အသုံးပြုခြင်းဖြင့် Ren နှင့် လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် ၎င်းတို့ထုတ်လုပ်ခဲ့သော ဂရပ်ဖိုက်သည် ဧရိယာကျယ်များပေါ်တွင် အလွန်ကြည်လင်ပြီး အလွှာကောင်းစွာဖုံးအုပ်ထားကာ မြင်သာသော ချို့ယွင်းချက်များ မပါဝင်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့ကြသည်။ ဖလင်၏ အီလက်ထရွန် စီးကူးနိုင်စွမ်းသည် 2.6 x 105 S/m အထိ မြင့်မားပြီး CVD သို့မဟုတ် အပူချိန်မြင့်နည်းပညာများဖြင့် ကြီးထွားလာသော ဖလင်များနှင့် GO/graphene ဖလင်များကို ဖိသိပ်ခြင်းနှင့် ဆင်တူသည်။

EM ရောင်ခြည်ကို မည်မျှကောင်းစွာ ပိတ်ဆို့နိုင်သည်ကို စမ်းသပ်ရန်အတွက် အဖွဲ့သည် မျက်နှာပြင်ဧရိယာ 600 mm2 ရှိသော ဖလင်များကို polyethylene terephthalate (PET) ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော အောက်ခံများပေါ်သို့ လွှဲပြောင်းပေးခဲ့သည်။ ထို့နောက် ၎င်းတို့သည် X-band ကြိမ်နှုန်းအပိုင်းအခြား 8.2 မှ 12.4 GHz အကြားရှိ ဖလင်၏ EMI အကာအကွယ်ထိရောက်မှု (SE) ကို တိုင်းတာခဲ့သည်။ ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 77 nm အထူရှိသော ဖလင်အတွက် 14.92 dB ထက်ပိုသော EMI SE ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဖလင်များ ပိုမိုပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ X-band တစ်ခုလုံးတွင် ဤတန်ဖိုးသည် 20 dB ထက်ပို၍ (စီးပွားဖြစ်အသုံးချမှုများအတွက် လိုအပ်သော အနည်းဆုံးတန်ဖိုး) အထိ မြင့်တက်လာသည်။ အမှန်စင်စစ်၊ အလွှာလိုက်စီထားသော ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်ငါးခု (စုစုပေါင်း 385 nm အထူခန့်) ပါဝင်သော ဖလင်တွင် EMI SE 28 dB ဝန်းကျင်ရှိပြီး ဆိုလိုသည်မှာ ထိုပစ္စည်းသည် ရောင်ခြည်၏ 99.84% ကို ပိတ်ဆို့နိုင်သည်။ အလုံးစုံပြောရလျှင် အဖွဲ့သည် X-band တစ်လျှောက် 481,000 dB/cm2/g ၏ EMI အကာအကွယ်ကို တိုင်းတာခဲ့ပြီး ယခင်က ဖော်ပြထားသော ဓာတုပစ္စည်းများအားလုံးထက် သာလွန်ကောင်းမွန်ခဲ့သည်။

သုတေသီများက ၎င်းတို့သိရှိသလောက် ၎င်းတို့၏ ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်သည် သတင်းပို့ထားသော အကာအကွယ်ပစ္စည်းများထဲတွင် အပါးလွှာဆုံးဖြစ်ပြီး EMI အကာအကွယ်စွမ်းဆောင်ရည်သည် စီးပွားဖြစ်အသုံးချမှုများအတွက် လိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ကြောင်း ပြောကြားခဲ့သည်။ ၎င်း၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများလည်း ကောင်းမွန်ပါသည်။ ပစ္စည်း၏ ကျိုးပဲ့နိုင်စွမ်း 110 MPa ခန့် (ပိုလီကာဗွန်နိတ်အထောက်အပံ့ပေါ်တွင် ထားရှိသော ပစ္စည်း၏ ဖိစီးမှု-ဆန့်နိုင်အားမျဉ်းကွေးများမှ ထုတ်ယူရရှိသည်) သည် အခြားနည်းလမ်းများဖြင့် ကြီးထွားလာသော ဂရပ်ဖိုက်ဖလင်များထက် ပိုမိုမြင့်မားပါသည်။ ဖလင်သည်လည်း ပျော့ပြောင်းပြီး ၎င်း၏ EMI အကာအကွယ်ဂုဏ်သတ္တိများကို မဆုံးရှုံးဘဲ 5 mm ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ဖြင့် 1000 ကြိမ်ကွေးနိုင်သည်။ ၎င်းသည် 550 °C အထိ အပူချိန်တည်ငြိမ်သည်။ ဤဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အခြားဂုဏ်သတ္တိများကို အာကာသယာဉ်ပျံများအပြင် အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် optoelectronics အပါအဝင် နယ်ပယ်များစွာတွင် အသုံးချမှုများအတွက် အလွန်ပါးလွှာသော၊ ပေါ့ပါးသော၊ ပျော့ပြောင်းပြီး ထိရောက်သော EMI အကာအကွယ်ပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ကြောင်း အဖွဲ့က ယုံကြည်ပါသည်။

ဤအခမဲ့ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုနိုင်သော ဂျာနယ်အသစ်တွင် ပစ္စည်းသိပ္ပံဆိုင်ရာ အရေးအကြီးဆုံးနှင့် စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်ကောင်းသော တိုးတက်မှုများကို ဖတ်ရှုပါ။

Physics World သည် ကမ္ဘာ့အဆင့်မီ သုတေသနနှင့် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများကို အကျယ်ဆုံးပရိသတ်ထံ ဆက်သွယ်ပြောဆိုရန် IOP Publishing ၏ ရည်မှန်းချက်၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ဝဘ်ဆိုက်သည် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ သိပ္ပံအသိုင်းအဝိုင်းအတွက် အွန်လိုင်း၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်နှင့် ပုံနှိပ်သတင်းအချက်အလက်ဝန်ဆောင်မှုများ စုစည်းမှုတစ်ခုဖြစ်သည့် Physics World portfolio ၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းဖြစ်သည်။