Ташаккур барои сабти ном дар Physics World Агар шумо хоҳед, ки маълумоти худро дар вақти дилхоҳ тағир диҳед, лутфан ба ҳисоби ман муроҷиат кунед.
Плёнкаҳои графитӣ метавонанд дастгоҳҳои электрониро аз радиатсияи электромагнитӣ (EM) муҳофизат кунанд, аммо усулҳои кунунии истеҳсоли онҳо якчанд соатро дар бар мегиранд ва ҳарорати коркарди тақрибан 3000 °C-ро талаб мекунанд. Гурӯҳи муҳаққиқони Лабораторияи миллии илми маводҳои Шеньян дар Академияи илмҳои Чин ҳоло роҳи алтернативии сохтани плёнкаҳои графити баландсифатро дар тӯли чанд сония бо хомӯш кардани тасмаҳои гарми фолгаи никелӣ дар этанол нишон доданд. Суръати афзоиши ин плёнкаҳо нисбат ба усулҳои мавҷуда беш аз ду дараҷа баландтар аст ва гузаронандагии барқ ва қувваи механикии плёнкаҳо бо плёнкаҳое, ки бо истифода аз таҳшиншавии буғи кимиёвӣ (CVD) сохта шудаанд, баробар аст.
Ҳамаи дастгоҳҳои электронӣ каме радиатсияи электромагнитӣ (ЭЭМ) ба вуҷуд меоранд. Ҳангоме ки дастгоҳҳо хурдтар мешаванд ва дар басомадҳои баландтар ва баландтар кор мекунанд, эҳтимолияти дахолати электромагнитӣ (ЭЭМ) меафзояд ва метавонад ба кори дастгоҳ ва инчунин ба кори системаҳои электронии наздик таъсири манфӣ расонад.
Графит, аллотропи карбон, ки аз қабатҳои графени бо қувваҳои ван дер Ваалс ба ҳам пайвастшуда сохта шудааст, як қатор хосиятҳои аҷиби электрикӣ, гармӣ ва механикӣ дорад, ки онро сипари муассир аз EMI мегардонад. Аммо, он бояд дар шакли плёнкаи хеле тунук бошад, то он дорои гузаронандагии баланди электрикӣ бошад, ки барои татбиқи амалии EMI муҳим аст, зеро ин маънои онро дорад, ки мавод метавонад мавҷҳои EM-ро ҳангоми ҳамкорӣ бо интиқолдиҳандагони заряд дар дохили он инъикос ва фурӯ барад.
Дар айни замон, роҳҳои асосии истеҳсоли плёнкаи графитӣ пиролизи баланди полимерҳои ароматӣ ё қабат ба қабат ҷамъ кардани оксиди графен (GO) ё нановарақаҳои графенро дар бар мегиранд. Ҳарду раванд ҳарорати баланди тақрибан 3000 °C ва вақти коркарди як соатро талаб мекунанд. Дар CVD, ҳарорати зарурӣ пасттар аст (аз 700 то 1300 °C), аммо барои сохтани плёнкаҳои ғафсии нанометрӣ, ҳатто дар вакуум, чанд соат вақт лозим аст.
Гурӯҳе, ки таҳти роҳбарии Венсай Рен қарор дорад, ҳоло дар тӯли чанд сония бо роҳи гарм кардани фолгаи никел то 1200 °C дар атмосфераи аргон ва сипас ғӯтонидани босуръати ин фолга дар этанол дар 0 °C плёнкаи графити босифатро бо даҳҳо нанометр ғафсӣ истеҳсол кардааст. Атомҳои карбон, ки аз таҷзияи этанол ба вуҷуд омадаанд, ба шарофати ҳалшавандагии баланди карбонии металл (0,4% вазн дар 1200 °C) дар никел пароканда ва ҳал мешаванд. Азбаски ин ҳалшавандагии карбон дар ҳарорати паст ба таври назаррас коҳиш меёбад, атомҳои карбон баъдан ҳангоми хомӯшкунӣ аз сатҳи никел ҷудо мешаванд ва таҳшин мешаванд ва плёнкаи ғафси графитиро ба вуҷуд меоранд. Муҳаққиқон гузориш медиҳанд, ки фаъолияти аълои каталитикии никел инчунин ба ташаккули графити хеле кристаллӣ мусоидат мекунад.
Бо истифода аз омезиши микроскопияи интиқоли баландсифат, дифракцияи рентгенӣ ва спектроскопияи Раман, Рен ва ҳамкоронаш муайян карданд, ки графити ҳосилкардаашон дар масоҳатҳои калон хеле кристаллӣ буда, қабатҳои хуб ҷойгиршуда ва ягон нуқсони намоён надошт. Ноқилияти электронии плёнка то 2,6 x 105 С/м баланд буд, ки ба плёнкаҳое монанд аст, ки бо истифода аз усулҳои CVD ё ҳарорати баланд ва пахш кардани плёнкаҳои GO/графен парвариш карда шудаанд.
Барои санҷидани он, ки мавод то чӣ андоза метавонад радиатсияи EM-ро боздорад, даста плёнкаҳои дорои масоҳати 600 мм2-ро ба субстратҳои аз полиэтилентерефталат (PET) сохташуда интиқол дод. Сипас онҳо самаранокии муҳофизати EMI (SE)-и плёнкаро дар диапазони басомади диапазони X, аз 8.2 то 12.4 ГГц, чен карданд. Онҳо EMI SE-ро беш аз 14.92 дБ барои плёнкае, ки тақрибан 77 нм ғафсӣ дорад, пайдо карданд. Ин арзиш ҳангоми якҷоя кардани плёнкаҳои бештар дар тамоми диапазони X то беш аз 20 дБ (арзиши ҳадди ақал барои барномаҳои тиҷоратӣ) меафзояд. Дар ҳақиқат, плёнкае, ки панҷ дона плёнкаҳои графитиии рӯйпӯшшуда (дар маҷмӯъ тақрибан 385 нм ғафсӣ дорад) дорад, EMI SE тақрибан 28 дБ дорад, ки маънои онро дорад, ки мавод метавонад 99.84% радиатсияи афтандаро боздорад. Дар маҷмӯъ, даста муҳофизати EMI-ро 481,000 дБ/см2/г дар тамоми диапазони X чен кард, ки аз ҳама маводҳои синтетикии қаблан гузоришшуда беҳтар аст.
Муҳаққиқон мегӯянд, ки то ҷое ки онҳо медонанд, плёнкаи графитии онҳо дар байни маводҳои муҳофизатии гузоришшуда бориктарин аст ва дорои самаранокии муҳофизатии EMI мебошад, ки метавонад талаботро барои барномаҳои тиҷоратӣ қонеъ гардонад. Хусусиятҳои механикии он низ мусоид мебошанд. Қувваи шикастани ин мавод, ки тақрибан 110 МПа аст (аз каҷхатҳои фишор-деформатсияи маводе, ки дар такягоҳи поликарбонат ҷойгир карда шудааст, гирифта шудааст), нисбат ба филмҳои графитие, ки бо усулҳои дигар парвариш карда мешаванд, баландтар аст. Плёнка низ чандир аст ва метавонад 1000 маротиба бо радиуси хамшавии 5 мм бе гум кардани хосиятҳои муҳофизатии EMI хам карда шавад. Он инчунин то 550 °C аз ҷиҳати гармӣ устувор аст. Гурӯҳ боварӣ дорад, ки ин ва дигар хосиятҳо маънои онро доранд, ки онро ҳамчун маводи ултра тунук, сабук, чандир ва самараноки муҳофизатии EMI барои истифода дар бисёр соҳаҳо, аз ҷумла аэрокосмос, инчунин электроника ва оптоэлектроника истифода бурдан мумкин аст.
Дар ин маҷаллаи нави дастрасии озод, муҳимтарин ва ҷолибтарин пешрафтҳоро дар илми маводшиносӣ бихонед.
"Ҷаҳони физика" қисми калидии рисолати IOP Publishing барои расонидани тадқиқот ва навовариҳои сатҳи ҷаҳонӣ ба васеътарин аудитория мебошад. Вебсайт қисми портфолиои "Ҷаҳони физика"-ро ташкил медиҳад, ки маҷмӯаи хидматҳои иттилоотии онлайн, рақамӣ ва чопӣ барои ҷомеаи илмии ҷаҳонӣ мебошад.
Вақти нашр: 07-майи соли 2020