Fizika Dünýäsine hasaba alnanyňyz üçin sag boluň. Eger maglumatlaryňyzy islendik wagt üýtgetmek isleseňiz, Meniň hasabyma giriň.
Grafit plýonkalary elektron enjamlary elektromagnit (EM) şöhlelenmesinden gorap biler, ýöne olary öndürmegiň häzirki usullary birnäçe sagat wagt alýar we 3000 °C töweregi gaýtadan işlemegiň temperaturasyny talap edýär. Hytaý Ylymlar Akademiýasynyň Şenýang Milli Material Ylymlary Laboratoriýasynyň ylmy işgärleri topary indi nikel folgasynyň gyzgyn zolaklaryny etanolda söndürmek arkaly birnäçe sekuntda ýokary hilli grafit plýonkalaryny ýasamagyň alternatiw usulyny görkezdiler. Bu plýonkalaryň ösüş tizligi bar bolan usullara garanyňda iki esse ýokary we plýonkalaryň elektrik geçirijiligi we mehaniki güýji himiki bug çökündisi (HBÇ) ulanylyp ýasalan plýonkalaryňky bilen deň derejede.
Ähli elektron enjamlar belli bir derejede EM şöhlelenmesini öndürýär. Enjamlar barha kiçelip, has ýokary ýygylyklarda işleýän wagty, elektromagnit päsgelçilikleriň (EMI) mümkinçiligi artýar we enjamyň, şeýle hem golaýdaky elektron ulgamlaryň işine ýaramaz täsir edip biler.
Wan der Waals güýçleri tarapyndan bir ýerde saklanýan grafen gatlaklaryndan emele gelen uglerodyň allotropy bolan grafit, ony EMI-den netijeli gorag edýän birnäçe ajaýyp elektrik, termiki we mehaniki häsiýetlere eýedir. Şeýle-de bolsa, onuň ýokary elektrik geçirijiligine eýe bolmagy üçin örän inçe plýonka görnüşinde bolmagy zerurdyr, bu bolsa EMI amaly ulanylyşlary üçin möhümdir, sebäbi bu materialyň içindäki zarýad daşaýjylar bilen özara täsirleşende EM tolkunlaryny şöhlelendirip we siňdirip biljekdigini aňladýar.
Häzirki wagtda grafit plýonkasyny ýasamagyň esasy usullary aromatik polimerleriň ýokary temperatura pirolizini ýa-da grafen (GO) oksidini ýa-da grafen nanoslotalaryny gatlak-gatlak üst-üste goýmakdan ybaratdyr. Iki proses hem 3000 °C töweregi ýokary temperatura we bir sagatlyk gaýtadan işlemek wagtyny talap edýär. CVD-de zerur temperatura pes (700-den 1300 °C-a çenli), ýöne nanometrik galyňlykdaky plýonkalary ýasamak üçin, hatda wakuumda hem birnäçe sagat gerek bolýar.
Wençaý Reniň ýolbaşçylygyndaky topar indi nikel folgasyny argon atmosferasynda 1200 °C-a çenli gyzdyryp, soňra bu folgany 0 °C-da etanola çalt batyrmak arkaly birnäçe sekuntyň içinde onlarça nanometr galyňlykda ýokary hilli grafit plýonkasyny öndürdi. Etanolyň parçalanmagyndan emele gelen uglerod atomlary metalyň ýokary uglerod ereýänligi (1200 °C-da 0,4% agramlyk) sebäpli nikele ýaýraýar we ereýär. Bu uglerod ereýänligi pes temperaturada ep-esli azalýandygy sebäpli, uglerod atomlary soňra söndürme wagtynda nikel ýüzünden bölünip, çökýär we galyň grafit plýonkasyny emele getirýär. Barlagçylar nikeliň ajaýyp katalitik işjeňliginiň ýokary kristal grafitiň emele gelmegine hem kömek edýändigini habar berýärler.
Ren we onuň kärdeşleri ýokary çözgütli geçirijilik mikroskopiýasynyň, rentgen difraksiýasynyň we Raman spektroskopiýasynyň utgaşmasyny ulanyp, öndüren grafitleriniň uly meýdanlarda ýokary derejede kristall bolandygyny, gowy gatlaklydygyny we görünýän kemçilikleriň ýokdugyny anykladylar. Plýonkanyň elektron geçirijiligi 2,6 x 105 S/m çenli ýokarydy, bu bolsa CVD ýa-da ýokary temperatura tehnikalary we GO/grafen plýonkalaryny preslemek arkaly ösdürilip ýetişdirilen plýonkalara meňzeýär.
Materialyň EM radiasiýasyny nähili derejede blokirläp biljekdigini barlamak üçin topar 600 mm2 ýüz meýdany bolan plýonkalary polietilen tereftalatdan (PET) ýasalan substratlara geçirdi. Soňra olar plýonkanyň EMI gorag netijeliligini (SE) X-diapazon ýygylyk aralygynda, 8,2 bilen 12,4 GHz aralygynda ölçediler. Olar takmynan 77 nm galyňlykdaky plýonka üçin 14,92 dB-den gowrak EMI SE tapdylar. Bu gymmatlyk, has köp plýonkalary bir ýere jemlenenlerinde, tutuş X-diapazonynda 20 dB-den gowrak (söwda ulanylyşlary üçin zerur bolan iň pes gymmatlyk) ýokarlanýar. Hakykatdan-da, bäş bölek gatlakly grafit plýonkalaryny öz içine alýan plýonkanyň (jemi 385 nm galyňlykda) EMI SE-si takmynan 28 dB-e deňdir, bu bolsa materialyň düşýän radiasiýanyň 99,84% -ini blokirläp biljekdigini aňladýar. Umuman alanyňda, topar X-diapazonynda 481,000 dB/sm2/g EMI goragyny ölçedi, bu bolsa öň habar berlen ähli sintetiki materiallardan has gowy netije berdi.
Barlagçylar, öz bilşleri ýaly, olaryň grafit plyonkasynyň habar berlen gorag materiallarynyň arasynda iň inçesi bolup, täjirçilik maksatly ulanylyşlar üçin talaplary kanagatlandyryp bilýän EMI gorag öndürijiligine eýedigini aýdýarlar. Onuň mehaniki häsiýetleri hem amatlydyr. Materialyň takmynan 110 MPa döwülme güýji (polikarbonat daýanjyna ýerleşdirilen materialyň dartgynlyk-deformasiýa egrilerinden alynýar) beýleki usullar bilen ösdürilip ýetişdirilen grafit plyonkalaryndan ýokarydyr. Plýonka hem çeýedir we EMI gorag häsiýetlerini ýitirmezden, 5 mm egilme radiusy bilen 1000 gezek egilip bilner. Şeýle hem, ol 550 °C çenli termal taýdan durnuklydyr. Topar bu we beýleki häsiýetleriň onuň aerokosmos, şeýle hem elektronika we optoelektronika ýaly köp ugurlarda ulanmak üçin örän inçe, ýeňil, çeýe we netijeli EMI gorag materialy hökmünde ulanylyp bilinjekdigini aňladýar diýip pikir edýär.
Bu täze açyk girişli žurnalda material ylymlaryndaky iň möhüm we gyzykly öňegidişlikleri okaň.
“Fizika dünýäsi” “IOP Publishing” neşirýatynyň dünýä derejesindäki ylmy-barlag işlerini we innowasiýalary mümkin boldugyça giň auditoriýa ýetirmek boýunça missiýasynyň möhüm bölegini emele getirýär. Web sahypasy “Fizika dünýäsi” portfeliniň bir bölegini düzýär, bu bolsa global ylmy jemgyýet üçin onlaýn, sanly we çap edilen maglumat hyzmatlarynyň ýygyndysydyr.
Ýerleşdirilen wagty: 2020-nji ýylyň 7-nji maýy