भौतिक विज्ञान संसारमा दर्ता गर्नुभएकोमा धन्यवाद। यदि तपाईं कुनै पनि समयमा आफ्नो विवरणहरू परिवर्तन गर्न चाहनुहुन्छ भने, कृपया मेरो खातामा जानुहोस्।
ग्रेफाइट फिल्महरूले इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूलाई इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक (EM) विकिरणबाट जोगाउन सक्छन्, तर तिनीहरूलाई उत्पादन गर्ने हालका प्रविधिहरूले धेरै घण्टा लिन्छन् र लगभग 3000 °C को प्रशोधन तापक्रम चाहिन्छ। चिनियाँ विज्ञान प्रतिष्ठानको शेनयाङ राष्ट्रिय प्रयोगशाला फर मटेरियल साइन्सका अनुसन्धानकर्ताहरूको टोलीले अब इथेनॉलमा निकल पन्नीको तातो स्ट्रिपहरू निभाएर केही सेकेन्डमा उच्च-गुणस्तरको ग्रेफाइट फिल्महरू बनाउने वैकल्पिक तरिका प्रदर्शन गरेको छ। यी फिल्महरूको वृद्धि दर अवस्थित विधिहरू भन्दा दुई अर्डर परिमाणभन्दा बढी छ, र फिल्महरूको विद्युतीय चालकता र मेकानिकल शक्ति रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) प्रयोग गरेर बनाइएका फिल्महरूको बराबर छ।
सबै इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूले केही EM विकिरण उत्पादन गर्छन्। उपकरणहरू जति साना हुँदै जान्छन् र उच्च र उच्च फ्रिक्वेन्सीहरूमा सञ्चालन हुन्छन्, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) को सम्भावना बढ्दै जान्छ, र यसले उपकरणको साथै नजिकैको इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरूको कार्यसम्पादनमा प्रतिकूल असर पार्न सक्छ।
भ्यान डेर वाल्स बलहरूद्वारा एकसाथ राखिएको ग्राफिनको तहहरूबाट बनेको कार्बनको एलोट्रोप, ग्रेफाइटमा धेरै उल्लेखनीय विद्युतीय, थर्मल र मेकानिकल गुणहरू छन् जसले यसलाई EMI विरुद्ध प्रभावकारी ढाल बनाउँछ। यद्यपि, उच्च विद्युतीय चालकता हुनको लागि यो धेरै पातलो फिल्मको रूपमा हुनु आवश्यक छ, जुन व्यावहारिक EMI अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ किनभने यसको अर्थ सामग्रीले EM तरंगहरूलाई प्रतिबिम्बित गर्न र अवशोषित गर्न सक्छ जब तिनीहरू भित्रका चार्ज वाहकहरूसँग अन्तरक्रिया गर्छन्।
हाल, ग्रेफाइट फिल्म बनाउने मुख्य तरिकाहरूमा या त सुगन्धित पोलिमरहरूको उच्च-तापमान पाइरोलिसिस वा ग्राफिन (GO) अक्साइड वा ग्राफिन न्यानोशीटहरू तह-तह स्ट्याक गर्ने समावेश छ। दुवै प्रक्रियाहरूलाई लगभग ३००० डिग्री सेल्सियसको उच्च तापक्रम र एक घण्टाको प्रशोधन समय चाहिन्छ। CVD मा, आवश्यक तापक्रम कम हुन्छ (७०० देखि १३०० डिग्री सेल्सियस बीच), तर भ्याकुममा पनि न्यानोमिटर-बाक्लो फिल्महरू बनाउन केही घण्टा लाग्छ।
वेन्काई रेनको नेतृत्वमा रहेको टोलीले अब केही सेकेन्डमै निकल पन्नीलाई आर्गन वायुमण्डलमा १२०० डिग्री सेल्सियसमा तताएर र त्यसपछि यो पन्नीलाई ० डिग्री सेल्सियसमा इथेनॉलमा द्रुत गतिमा डुबाएर उच्च गुणस्तरको दशौं न्यानोमिटर बाक्लो ग्रेफाइट फिल्म उत्पादन गरेको छ। धातुको उच्च कार्बन घुलनशीलता (१२०० डिग्री सेल्सियसमा ०.४ wt%) को कारणले इथेनॉलको विघटनबाट उत्पन्न कार्बन परमाणुहरू निकलमा फैलिन्छन् र घुल्छन्। कम तापक्रममा यो कार्बन घुलनशीलता धेरै घट्ने भएकोले, कार्बन परमाणुहरू पछि शमनको क्रममा निकल सतहबाट अलग हुन्छन् र अवक्षेपण हुन्छन्, जसले गर्दा बाक्लो ग्रेफाइट फिल्म उत्पादन हुन्छ। अनुसन्धानकर्ताहरूले रिपोर्ट गर्छन् कि निकलको उत्कृष्ट उत्प्रेरक गतिविधिले अत्यधिक क्रिस्टलीय ग्रेफाइटको निर्माणमा पनि मद्दत गर्दछ।
उच्च-रिजोल्युसन ट्रान्समिसन माइक्रोस्कोपी, एक्स-रे विवर्तन र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपीको संयोजन प्रयोग गरेर, रेन र सहकर्मीहरूले पत्ता लगाए कि उनीहरूले उत्पादन गरेको ग्रेफाइट ठूला क्षेत्रहरूमा अत्यधिक क्रिस्टलीय थियो, राम्रोसँग तहमा थियो र कुनै देखिने दोषहरू थिएनन्। फिल्मको इलेक्ट्रोन चालकता २.६ x १०५ S/m जति उच्च थियो, जुन CVD वा उच्च-तापमान प्रविधिहरू र GO/ग्राफिन फिल्महरूको थिचेर उब्जाइएको फिल्महरू जस्तै थियो।
सामग्रीले EM विकिरणलाई कति राम्रोसँग रोक्न सक्छ भनेर परीक्षण गर्न, टोलीले 600 mm2 को सतह क्षेत्रफल भएका फिल्महरूलाई पोलिथिलीन टेरेफ्थालेट (PET) बाट बनेको सब्सट्रेटहरूमा स्थानान्तरण गर्यो। त्यसपछि तिनीहरूले X-ब्यान्ड फ्रिक्वेन्सी दायरामा फिल्मको EMI शिल्डिंग प्रभावकारिता (SE) मापन गरे, 8.2 र 12.4 GHz बीच। तिनीहरूले लगभग 77 nm बाक्लो फिल्मको लागि 14.92 dB भन्दा बढीको EMI SE फेला पारे। जब तिनीहरूले धेरै फिल्महरू एकसाथ स्ट्याक गर्छन् तब यो मान सम्पूर्ण X-ब्यान्डमा 20 dB (व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक न्यूनतम मान) भन्दा बढी हुन्छ। वास्तवमा, स्ट्याक्ड ग्रेफाइट फिल्महरूको पाँच टुक्राहरू (कुलमा लगभग 385 nm बाक्लो) भएको फिल्ममा लगभग 28 dB को EMI SE हुन्छ, जसको अर्थ सामग्रीले घटना विकिरणको 99.84% ब्लक गर्न सक्छ। समग्रमा, टोलीले X-ब्यान्डमा 481,000 dB/cm2/g को EMI शिल्डिंग मापन गर्यो, जसले पहिले रिपोर्ट गरिएका सबै सिंथेटिक सामग्रीहरूलाई उछिनेको थियो।
अनुसन्धानकर्ताहरूले आफ्नो ज्ञानको उत्तमता अनुसार, रिपोर्ट गरिएको शिल्डिंग सामग्रीहरूमध्ये उनीहरूको ग्रेफाइट फिल्म सबैभन्दा पातलो छ, जसमा EMI शिल्डिंग प्रदर्शनले व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको आवश्यकता पूरा गर्न सक्छ। यसको मेकानिकल गुणहरू पनि अनुकूल छन्। लगभग ११० MPa (पोली कार्बोनेट समर्थनमा राखिएको सामग्रीको तनाव-स्ट्रेन कर्भबाट निकालिएको) को सामग्रीको फ्र्याक्चर बल अन्य विधिहरूद्वारा उब्जाइएको ग्रेफाइट फिल्महरूको भन्दा बढी छ। फिल्म लचिलो पनि छ, र यसको EMI शिल्डिंग गुणहरू नगुमाई ५ मिमीको झुकाउने त्रिज्याको साथ १००० पटक झुकाउन सकिन्छ। यो ५५० डिग्री सेल्सियससम्म थर्मल रूपमा स्थिर पनि छ। टोलीको विश्वास छ कि यी र अन्य गुणहरूको अर्थ यो एयरोस्पेस साथै इलेक्ट्रोनिक्स र अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स सहित धेरै क्षेत्रहरूमा अनुप्रयोगहरूको लागि अल्ट्राथिन, हल्का वजन, लचिलो र प्रभावकारी EMI शिल्डिंग सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
यस नयाँ खुला पहुँच जर्नलमा सामग्री विज्ञानमा भएका सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण र रोमाञ्चक प्रगतिहरू पढ्नुहोस्।
फिजिक्स वर्ल्डले विश्वस्तरीय अनुसन्धान र नवप्रवर्तनलाई अधिकतम सम्भावित दर्शकहरूमाझ पुर्याउने IOP प्रकाशनको मिशनको एक प्रमुख भाग प्रतिनिधित्व गर्दछ। यो वेबसाइट फिजिक्स वर्ल्ड पोर्टफोलियोको एक हिस्सा हो, जुन विश्वव्यापी वैज्ञानिक समुदायको लागि अनलाइन, डिजिटल र प्रिन्ट जानकारी सेवाहरूको संग्रह हो।
पोस्ट समय: मे-०७-२०२०