ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਧੀ ਹੋਈ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਨੂੰ ਰੋਕਦੀ ਹੈ

ਫਿਜ਼ਿਕਸ ਵਰਲਡ ਨਾਲ ਰਜਿਸਟਰ ਕਰਨ ਲਈ ਧੰਨਵਾਦ। ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਕਿਸੇ ਵੀ ਸਮੇਂ ਆਪਣੇ ਵੇਰਵੇ ਬਦਲਣਾ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹੋ, ਤਾਂ ਕਿਰਪਾ ਕਰਕੇ ਮੇਰਾ ਖਾਤਾ ਵੇਖੋ।

ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ (EM) ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਤੋਂ ਬਚਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਇਹਨਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਮੌਜੂਦਾ ਤਕਨੀਕਾਂ ਵਿੱਚ ਕਈ ਘੰਟੇ ਲੱਗਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਲਗਭਗ 3000 °C ਦੇ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਚਾਈਨੀਜ਼ ਅਕੈਡਮੀ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸਜ਼ ਵਿਖੇ ਸ਼ੇਨਯਾਂਗ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਫਾਰ ਮੈਟੀਰੀਅਲ ਸਾਇੰਸ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਟੀਮ ਨੇ ਹੁਣ ਈਥਾਨੌਲ ਵਿੱਚ ਨਿੱਕਲ ਫੋਇਲ ਦੀਆਂ ਗਰਮ ਪੱਟੀਆਂ ਨੂੰ ਬੁਝਾ ਕੇ ਕੁਝ ਸਕਿੰਟਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੀਆਂ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮਾਂ ਬਣਾਉਣ ਦਾ ਇੱਕ ਵਿਕਲਪਿਕ ਤਰੀਕਾ ਦਿਖਾਇਆ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਫਿਲਮਾਂ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਦਰ ਮੌਜੂਦਾ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲੋਂ ਦੋ ਆਰਡਰ ਤੋਂ ਵੱਧ ਤੀਬਰਤਾ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਅਤੇ ਫਿਲਮਾਂ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਚਾਲਕਤਾ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤਾਕਤ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾਂ (CVD) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਣਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਫਿਲਮਾਂ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ।

ਸਾਰੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰ ਕੁਝ EM ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਯੰਤਰ ਛੋਟੇ ਹੁੰਦੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਉੱਚ ਅਤੇ ਉੱਚ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਦਖਲਅੰਦਾਜ਼ੀ (EMI) ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਵਧਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਯੰਤਰ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਨੇੜਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਸਿਸਟਮਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ 'ਤੇ ਵੀ ਮਾੜਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ, ਵੈਨ ਡੇਰ ਵਾਲਸ ਬਲਾਂ ਦੁਆਰਾ ਇਕੱਠੇ ਰੱਖੇ ਗਏ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਕਾਰਬਨ ਦਾ ਇੱਕ ਅਲਾਟ੍ਰੋਪ, ਵਿੱਚ ਕਈ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ, ਥਰਮਲ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣ ਹਨ ਜੋ ਇਸਨੂੰ EMI ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢਾਲ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸਨੂੰ ਉੱਚ ਬਿਜਲਈ ਚਾਲਕਤਾ ਰੱਖਣ ਲਈ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵਿਹਾਰਕ EMI ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਸਮੱਗਰੀ EM ਤਰੰਗਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬਤ ਅਤੇ ਜਜ਼ਬ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਇਸਦੇ ਅੰਦਰ ਚਾਰਜ ਕੈਰੀਅਰਾਂ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ।

ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮ ਬਣਾਉਣ ਦੇ ਮੁੱਖ ਤਰੀਕਿਆਂ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਤਾਂ ਖੁਸ਼ਬੂਦਾਰ ਪੋਲੀਮਰਾਂ ਦਾ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਪਾਈਰੋਲਿਸਿਸ ਜਾਂ ਗ੍ਰੇਫੀਨ (GO) ਆਕਸਾਈਡ ਜਾਂ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਨੈਨੋਸ਼ੀਟਾਂ ਨੂੰ ਪਰਤ ਦਰ ਪਰਤ ਸਟੈਕ ਕਰਨਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ। ਦੋਵਾਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਲਈ ਲਗਭਗ 3000 °C ਦੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਘੰਟੇ ਦੇ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਸਮੇਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। CVD ਵਿੱਚ, ਲੋੜੀਂਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (700 ਤੋਂ 1300 °C ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ), ਪਰ ਵੈਕਿਊਮ ਵਿੱਚ ਵੀ ਨੈਨੋਮੀਟਰ-ਮੋਟੀ ਫਿਲਮਾਂ ਬਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਘੰਟੇ ਲੱਗਦੇ ਹਨ।

ਵੇਨਕਾਈ ਰੇਨ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਟੀਮ ਨੇ ਹੁਣ ਕੁਝ ਸਕਿੰਟਾਂ ਦੇ ਅੰਦਰ-ਅੰਦਰ ਨਿੱਕਲ ਫੋਇਲ ਨੂੰ ਆਰਗਨ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚ 1200 °C ਤੱਕ ਗਰਮ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਫਿਰ ਇਸ ਫੋਇਲ ਨੂੰ 0 °C 'ਤੇ ਈਥਾਨੌਲ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਡੁਬੋ ਕੇ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੀ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਈਥਾਨੌਲ ਦੇ ਸੜਨ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ ਧਾਤ ਦੀ ਉੱਚ ਕਾਰਬਨ ਘੁਲਣਸ਼ੀਲਤਾ (1200 °C 'ਤੇ 0.4 wt%) ਦੇ ਕਾਰਨ ਨਿੱਕਲ ਵਿੱਚ ਫੈਲ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਘੁਲ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਕਾਰਬਨ ਘੁਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਬੁਝਾਉਣ ਦੌਰਾਨ ਨਿੱਕਲ ਸਤ੍ਹਾ ਤੋਂ ਵੱਖ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਮੋਟੀ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦੀ ਰਿਪੋਰਟ ਹੈ ਕਿ ਨਿੱਕਲ ਦੀ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਗਤੀਵਿਧੀ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਦੇ ਗਠਨ ਵਿੱਚ ਵੀ ਸਹਾਇਤਾ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ, ਐਕਸ-ਰੇ ਵਿਵਰਤਨ ਅਤੇ ਰਮਨ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਦੇ ਸੁਮੇਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਰੇਨ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸਹਿਯੋਗੀਆਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਵੱਡੇ ਖੇਤਰਾਂ ਉੱਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ ਸੀ, ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਤਿਆ ਹੋਇਆ ਸੀ ਅਤੇ ਇਸ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਦਿਖਾਈ ਦੇਣ ਵਾਲਾ ਨੁਕਸ ਨਹੀਂ ਸੀ। ਫਿਲਮ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਚਾਲਕਤਾ 2.6 x 105 S/m ਜਿੰਨੀ ਉੱਚੀ ਸੀ, ਜੋ ਕਿ CVD ਜਾਂ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਤਕਨੀਕਾਂ ਅਤੇ GO/ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਦਬਾਉਣ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਫਿਲਮਾਂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਸੀ।

ਇਹ ਜਾਂਚਣ ਲਈ ਕਿ ਸਮੱਗਰੀ EM ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਨੂੰ ਕਿੰਨੀ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਰੋਕ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਟੀਮ ਨੇ 600 mm2 ਦੇ ਸਤਹ ਖੇਤਰ ਵਾਲੀਆਂ ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਪੋਲੀਥੀਲੀਨ ਟੈਰੇਫਥਲੇਟ (PET) ਤੋਂ ਬਣੇ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ। ਫਿਰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ X-ਬੈਂਡ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਫਿਲਮ ਦੀ EMI ਸ਼ੀਲਡਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ੀਲਤਾ (SE) ਨੂੰ 8.2 ਅਤੇ 12.4 GHz ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਮਾਪਿਆ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਲਗਭਗ 77 nm ਮੋਟੀ ਫਿਲਮ ਲਈ 14.92 dB ਤੋਂ ਵੱਧ ਦਾ EMI SE ਪਾਇਆ। ਇਹ ਮੁੱਲ ਪੂਰੇ X-ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ 20 dB (ਵਪਾਰਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦਾ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਮੁੱਲ) ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਉਹ ਹੋਰ ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਸਟੈਕ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਦਰਅਸਲ, ਸਟੈਕਡ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮਾਂ ਦੇ ਪੰਜ ਟੁਕੜਿਆਂ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਫਿਲਮ (ਕੁੱਲ 385 nm ਮੋਟੀ) ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 28 dB ਦਾ EMI SE ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਸਮੱਗਰੀ ਘਟਨਾ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੇ 99.84% ਨੂੰ ਰੋਕ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਕੁੱਲ ਮਿਲਾ ਕੇ, ਟੀਮ ਨੇ X-ਬੈਂਡ ਵਿੱਚ 481,000 dB/cm2/g ਦੀ EMI ਸ਼ੀਲਡਿੰਗ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ, ਜੋ ਪਹਿਲਾਂ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਸਾਰੀਆਂ ਸਿੰਥੈਟਿਕ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਤੋਂ ਵੱਧ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰ ਰਹੀ ਹੈ।

ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦਾ ਕਹਿਣਾ ਹੈ ਕਿ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਗਿਆਨ ਅਨੁਸਾਰ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਫਿਲਮ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸ਼ੀਲਡਿੰਗ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਸਭ ਤੋਂ ਪਤਲੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ EMI ਸ਼ੀਲਡਿੰਗ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਪਾਰਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਲੋੜਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵੀ ਅਨੁਕੂਲ ਹਨ। ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਤਾਕਤ ਲਗਭਗ 110 MPa (ਪੋਲੀਕਾਰਬੋਨੇਟ ਸਪੋਰਟ 'ਤੇ ਰੱਖੀ ਗਈ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਤਣਾਅ-ਖਿੱਚ ਦੇ ਵਕਰਾਂ ਤੋਂ ਕੱਢੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ) ਦੂਜੇ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਫਿਲਮਾਂ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੈ। ਫਿਲਮ ਲਚਕਦਾਰ ਵੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸਦੇ EMI ਸ਼ੀਲਡਿੰਗ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਗੁਆਏ ਬਿਨਾਂ 5 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੇ ਝੁਕਣ ਦੇ ਘੇਰੇ ਨਾਲ 1000 ਵਾਰ ਮੋੜੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਹ 550 °C ਤੱਕ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਥਿਰ ਵੀ ਹੈ। ਟੀਮ ਦਾ ਮੰਨਣਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹਨਾਂ ਅਤੇ ਹੋਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਇਸਨੂੰ ਏਰੋਸਪੇਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਅਤੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਸਮੇਤ ਕਈ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਅਤਿ-ਪਤਲੀ, ਹਲਕੇ ਭਾਰ ਵਾਲੀ, ਲਚਕਦਾਰ ਅਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ EMI ਸ਼ੀਲਡਿੰਗ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਇਸ ਨਵੀਂ ਓਪਨ ਐਕਸੈਸ ਜਰਨਲ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਅਤੇ ਦਿਲਚਸਪ ਤਰੱਕੀਆਂ ਪੜ੍ਹੋ।

ਫਿਜ਼ਿਕਸ ਵਰਲਡ, ਆਈਓਪੀ ਪਬਲਿਸ਼ਿੰਗ ਦੇ ਮਿਸ਼ਨ ਦਾ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਹਿੱਸਾ ਹੈ ਜੋ ਵਿਸ਼ਵ ਪੱਧਰੀ ਖੋਜ ਅਤੇ ਨਵੀਨਤਾ ਨੂੰ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਦਰਸ਼ਕਾਂ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਵੈੱਬਸਾਈਟ ਫਿਜ਼ਿਕਸ ਵਰਲਡ ਪੋਰਟਫੋਲੀਓ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵਿਸ਼ਵ ਵਿਗਿਆਨਕ ਭਾਈਚਾਰੇ ਲਈ ਔਨਲਾਈਨ, ਡਿਜੀਟਲ ਅਤੇ ਪ੍ਰਿੰਟ ਜਾਣਕਾਰੀ ਸੇਵਾਵਾਂ ਦਾ ਸੰਗ੍ਰਹਿ ਹੈ।