Hatur nuhun parantos ngadaptar ka Physics World. Upami anjeun hoyong ngarobih data anjeun iraha waé, mangga buka Akun kuring.
Pilem grafit tiasa ngajagi alat éléktronik tina radiasi éléktromagnétik (EM), tapi téknik ayeuna pikeun ngadamelna peryogi sababaraha jam sareng meryogikeun suhu pamrosésan sakitar 3000 °C. Tim panalungtik ti Laboratorium Nasional Shenyang pikeun Élmu Bahan di Akademi Élmu Cina ayeuna parantos nunjukkeun cara alternatif pikeun ngadamel pilem grafit kualitas luhur ngan ukur sababaraha detik ku cara mareuman lambaran foil nikel panas dina étanol. Laju kamekaran pikeun pilem ieu langkung ti dua kali lipat langkung luhur tibatan metode anu aya, sareng konduktivitas listrik sareng kakuatan mékanis pilem sami sareng pilem anu didamel nganggo déposisi uap kimia (CVD).
Sadaya alat éléktronik ngahasilkeun sababaraha radiasi EM. Nalika alat-alat beuki leutik sareng beroperasi dina frékuénsi anu langkung luhur, poténsi gangguan éléktromagnétik (EMI) ningkat, sareng tiasa mangaruhan négatif kana kinerja alat ogé sistem éléktronik caket dieu.
Grafit, hiji alotrop karbon anu diwangun tina lapisan graféna anu dihijikeun ku gaya van der Waals, ngagaduhan sababaraha sipat listrik, termal, sareng mékanis anu luar biasa anu ngajantenkeun éta tameng anu efektif ngalawan EMI. Nanging, éta kedah dina bentuk pilem anu ipis pisan supados ngagaduhan konduktivitas listrik anu luhur, anu penting pikeun aplikasi EMI praktis sabab hartosna bahan éta tiasa ngagambarkeun sareng nyerep gelombang EM nalika aranjeunna berinteraksi sareng pamawa muatan di jerona.
Ayeuna, cara utama pikeun nyieun pilem grafit nyaéta ku cara pirolisis polimér aromatik suhu luhur atawa numpuk oksida graféna (GO) atawa nanosheet graféna lapis demi lapis. Kadua prosés ieu merlukeun suhu luhur sakitar 3000 °C jeung waktu pamrosésan sajam. Dina CVD, suhu anu diperlukeun leuwih handap (antara 700 nepi ka 1300 °C), tapi butuh sababaraha jam pikeun nyieun pilem kandel nanometer, sanajan dina vakum.
Tim anu dipingpin ku Wencai Ren ayeuna parantos ngahasilkeun pilem grafit kualitas luhur anu kandelna puluhan nanometer dina sababaraha detik ku cara manaskeun foil nikel dugi ka 1200 °C dina atmosfir argon teras gancang ngalelepkeun foil ieu dina étanol dina suhu 0 °C. Atom karbon anu dihasilkeun tina dékomposisi étanol nyebar sareng leyur kana nikel hatur nuhun kana kalarutan karbon logam anu luhur (0,4 wt% dina 1200 °C). Kusabab kalarutan karbon ieu turun pisan dina suhu anu handap, atom karbon salajengna misah sareng ngendap tina permukaan nikel nalika quenching, ngahasilkeun pilem grafit anu kandel. Para panaliti ngalaporkeun yén aktivitas katalitik nikel anu saé ogé ngabantosan formasi grafit anu kristalin pisan.
Ngagunakeun kombinasi mikroskop transmisi résolusi luhur, difraksi sinar-X sareng spéktroskopi Raman, Ren sareng kolegana mendakan yén grafit anu dihasilkeun téh kristalin pisan dina daérah anu lega, berlapis-lapis sareng teu aya cacad anu katingali. Konduktivitas éléktron pilem éta jangkungna 2,6 x 105 S/m, sami sareng pilem anu dipelak ku CVD atanapi téknik suhu luhur sareng pengepresan pilem GO/graphene.
Pikeun nguji sabaraha saéna bahan éta tiasa meungpeuk radiasi EM, tim mindahkeun pilem kalayan lega permukaan 600 mm2 kana substrat anu didamel tina polietilen tereftalat (PET). Teras aranjeunna ngukur efektivitas panyalindungan EMI (SE) pilem dina rentang frékuénsi X-band, antara 8,2 sareng 12,4 GHz. Aranjeunna mendakan EMI SE langkung ti 14,92 dB pikeun pilem anu kandelna sakitar 77 nm. Nilai ieu ningkat janten langkung ti 20 dB (nilai minimum anu diperyogikeun pikeun aplikasi komérsial) dina sakumna X-band nalika aranjeunna numpuk langkung seueur pilem. Memang, pilem anu ngandung lima potongan pilem grafit anu ditumpuk (totalna sakitar 385 nm kandel) ngagaduhan EMI SE sakitar 28 dB, anu hartosna bahan éta tiasa meungpeuk 99,84% radiasi anu datang. Sacara umum, tim ngukur panyalindungan EMI 481.000 dB/cm2/g di sakuliah X-band, ngaleuwihan sadaya bahan sintétis anu dilaporkeun sateuacanna.
Para panalungtik nyarios yén numutkeun pangaweruhna, pilem grafitna mangrupikeun anu paling ipis di antara bahan pelindung anu dilaporkeun, kalayan kinerja pelindung EMI anu tiasa nyumponan sarat pikeun aplikasi komérsial. Sipat mékanisna ogé nguntungkeun. Kakuatan retakan bahan sakitar 110 MPa (diekstrak tina kurva tegangan-galur bahan anu disimpen dina dukungan polikarbonat) langkung luhur tibatan pilem grafit anu dipelak ku metode anu sanés. Pilem ieu ogé fléksibel, sareng tiasa dibengkokkeun 1000 kali kalayan radius lentur 5 mm tanpa kaleungitan sipat pelindung EMI na. Éta ogé stabil sacara termal dugi ka 550 °C. Tim yakin yén ieu sareng sipat-sipat sanésna hartosna éta tiasa dianggo salaku bahan pelindung EMI anu ultra ipis, hampang, fléksibel sareng efektif pikeun aplikasi di seueur daérah, kalebet aerospace ogé éléktronik sareng optoéléktronik.
Baca kamajuan anu paling penting sareng pikaresepeun dina élmu bahan dina jurnal aksés terbuka anu énggal ieu.
Physics World ngawakilan bagian konci tina misi IOP Publishing pikeun nepikeun panalungtikan sareng inovasi kelas dunya ka pamiarsa anu pangluasna. Website ieu mangrupikeun bagian tina portofolio Physics World, kumpulan layanan inpormasi online, digital, sareng citak pikeun komunitas ilmiah global.
Waktos posting: Méi-07-2020