Physics World’da ro‘yxatdan o‘tganingiz uchun tashakkur. Agar istalgan vaqtda ma’lumotlaringizni o‘zgartirmoqchi bo‘lsangiz, iltimos, Mening akkauntima tashrif buyuring.
Grafit plyonkalari elektron qurilmalarni elektromagnit (EM) nurlanishidan himoya qilishi mumkin, ammo ularni ishlab chiqarishning hozirgi usullari bir necha soat davom etadi va taxminan 3000 °C ishlov berish haroratini talab qiladi. Xitoy Fanlar akademiyasining Shenyang milliy materialshunoslik laboratoriyasining tadqiqotchilari jamoasi endi nikel folgasining issiq chiziqlarini etanolda so'ndirish orqali bir necha soniya ichida yuqori sifatli grafit plyonkalarini tayyorlashning muqobil usulini namoyish etdilar. Ushbu plyonkalarning o'sish sur'ati mavjud usullarga qaraganda ikki baravar yuqori va plyonkalarning elektr o'tkazuvchanligi va mexanik mustahkamligi kimyoviy bug' cho'ktirish (CVD) yordamida tayyorlangan plyonkalarnikiga teng.
Barcha elektron qurilmalar ma'lum miqdorda EM nurlanishini hosil qiladi. Qurilmalar tobora kichrayib, yuqori va yuqori chastotalarda ishlayotgani sababli, elektromagnit shovqin (EMI) salohiyati oshib boradi va qurilmaning, shuningdek, yaqin atrofdagi elektron tizimlarning ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Van der Waals kuchlari tomonidan ushlab turilgan grafen qatlamlaridan hosil bo'lgan uglerod allotropi bo'lgan grafit bir qator ajoyib elektr, issiqlik va mexanik xususiyatlarga ega bo'lib, uni elektromagnit nurlanishdan samarali himoya qiladi. Biroq, u yuqori elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lishi uchun juda yupqa plyonka shaklida bo'lishi kerak, bu esa amaliy elektromagnit nurlanishdan himoya qilish uchun muhimdir, chunki bu material ichidagi zaryad tashuvchilar bilan o'zaro ta'sirlashganda elektromagnit nurlanish to'lqinlarini aks ettirishi va yutishi mumkinligini anglatadi.
Hozirgi vaqtda grafit plyonkasini tayyorlashning asosiy usullari aromatik polimerlarning yuqori haroratli pirolizi yoki grafen (GO) oksidi yoki grafen nanoshujayralarini qatlamma-qavat qo'yishdan iborat. Ikkala jarayon ham taxminan 3000 °C yuqori haroratni va bir soatlik ishlov berish vaqtini talab qiladi. CVDda talab qilinadigan harorat pastroq (700 dan 1300 °C gacha), ammo vakuumda ham nanometr qalinlikdagi plyonkalarni tayyorlash uchun bir necha soat kerak bo'ladi.
Vensay Ren boshchiligidagi jamoa endi nikel folgasini argon atmosferasida 1200 °C gacha qizdirish va keyin bu folgani 0 °C da etanolga tez botirish orqali bir necha soniya ichida o'nlab nanometr qalinlikdagi yuqori sifatli grafit plyonkasini ishlab chiqardi. Etanolning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan uglerod atomlari metallning yuqori uglerod eruvchanligi (1200 °C da 0,4% og'irlik) tufayli nikelga tarqaladi va eriydi. Bu uglerodning eruvchanligi past haroratda sezilarli darajada pasayganligi sababli, uglerod atomlari keyinchalik so'ndirish paytida nikel yuzasidan ajralib, cho'kib, qalin grafit plyonkasini hosil qiladi. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, nikelning ajoyib katalitik faolligi yuqori kristalli grafit hosil bo'lishiga ham yordam beradi.
Ren va hamkasblari yuqori aniqlikdagi uzatish mikroskopiyasi, rentgen difraksiyasi va Raman spektroskopiyasi kombinatsiyasidan foydalanib, ular ishlab chiqargan grafit katta maydonlarda yuqori darajada kristalli, yaxshi qatlamlangan va ko'rinadigan nuqsonlarga ega emasligini aniqladilar. Plyonkaning elektron o'tkazuvchanligi 2,6 x 105 S/m gacha bo'lgan, bu CVD yoki yuqori haroratli texnikalar va GO/grafen plyonkalarini presslash orqali o'stirilgan plyonkalarga o'xshash.
Materialning EM nurlanishini qanchalik yaxshi to'sib qo'yishini sinab ko'rish uchun guruh 600 mm2 sirt maydoniga ega plyonkalarni polietilen tereftalat (PET) dan tayyorlangan substratlarga o'tkazdi. Keyin ular plyonkaning EMI himoya samaradorligini (SE) X-diapazonli chastota diapazonida, 8,2 dan 12,4 gigagertsgacha o'lchadi. Ular taxminan 77 nm qalinlikdagi plyonka uchun 14,92 dB dan ortiq EMI SE ni aniqladilar. Ular bir nechta plyonkalarni bir-biriga ulashganda, bu qiymat butun X-diapazonida 20 dB dan oshadi (tijorat maqsadlarida qo'llaniladigan minimal qiymat). Darhaqiqat, beshta grafit plyonkalarini o'z ichiga olgan plyonka (jami taxminan 385 nm qalinlikda) taxminan 28 dB EMI SE ga ega, bu material tushayotgan nurlanishning 99,84% ni to'sib qo'yishi mumkinligini anglatadi. Umuman olganda, guruh X-diapazonida 481 000 dB/sm2/g EMI himoyasini o'lchadi, bu ilgari xabar qilingan barcha sintetik materiallardan ustundir.
Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, ularning grafit plyonkasi, ularning bilimlariga ko'ra, xabar qilingan himoya materiallari orasida eng yupqasi bo'lib, tijorat maqsadlarida qo'llaniladigan talablarni qondira oladigan EMI himoyalash xususiyatiga ega. Uning mexanik xususiyatlari ham qulay. Materialning sinish kuchi taxminan 110 MPa (polikarbonat tayanchga qo'yilgan materialning kuchlanish-deformatsiya egri chiziqlaridan olingan) boshqa usullar bilan o'stirilgan grafit plyonkalarinikidan yuqori. Plyonka ham egiluvchan va EMI himoyalash xususiyatlarini yo'qotmasdan 5 mm egilish radiusi bilan 1000 marta egilishi mumkin. Shuningdek, u 550 °C gacha termal barqaror. Jamoa bu va boshqa xususiyatlar uni aerokosmik, shuningdek, elektronika va optoelektronika kabi ko'plab sohalarda qo'llanilishi mumkin bo'lgan ultra yupqa, yengil, egiluvchan va samarali EMI himoyalash materiali sifatida ishlatish mumkinligini anglatadi, deb hisoblaydi.
Ushbu yangi ochiq kirish jurnalida materialshunoslikdagi eng muhim va hayajonli yutuqlarni o'qing.
Physics World nashriyoti IOP Publishingning jahon darajasidagi tadqiqotlar va innovatsiyalarni iloji boricha keng auditoriyaga yetkazish missiyasining muhim qismini ifodalaydi. Veb-sayt global ilmiy hamjamiyat uchun onlayn, raqamli va bosma axborot xizmatlari to'plami bo'lgan Physics World portfelining bir qismini tashkil etadi.
Joylashtirilgan vaqt: 2020-yil 7-may