La grafite di alta qualità ha un'eccellente resistenza meccanica, stabilità termica, elevata flessibilità e conduttività termica ed elettrica nel piano molto elevata, che la rendono uno dei materiali avanzati più importanti per molte applicazioni come i conduttori fototermici utilizzati come batterie nei telefoni. Ad esempio, un tipo speciale di grafite, la grafite pirolitica altamente ordinata (HOPG), è uno dei più comunemente utilizzati nei laboratori. Materiale. Queste eccellenti proprietà sono dovute alla struttura a strati della grafite, dove forti legami covalenti tra gli atomi di carbonio negli strati di grafene contribuiscono a eccellenti proprietà meccaniche e conduttività termica ed elettrica, mentre l'interazione tra gli strati di grafene è minima. L'azione si traduce in un elevato grado di flessibilità. grafite. Sebbene la grafite sia stata scoperta in natura da più di 1000 anni e la sua sintesi artificiale sia stata studiata per più di 100 anni, la qualità dei campioni di grafite, sia naturali che sintetici, è tutt’altro che ideale. Ad esempio, la dimensione dei domini di grafite monocristallino più grandi nei materiali di grafite è tipicamente inferiore a 1 mm, il che è in netto contrasto con la dimensione di molti cristalli come i singoli cristalli di quarzo e i singoli cristalli di silicio. La dimensione può raggiungere la scala di un metro. Le dimensioni molto ridotte della grafite monocristallina sono dovute alla debole interazione tra gli strati di grafite e la planarità dello strato di grafene è difficile da mantenere durante la crescita, quindi la grafite si rompe facilmente in diversi confini dei grani monocristallini in disordine. . Per risolvere questo problema chiave, il Professore Emerito dell’Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) e i suoi collaboratori, il Prof. Liu Kaihui, il Prof. Wang Enge dell’Università di Pechino e altri, hanno proposto una strategia per sintetizzare ordini di grandezza sottili monocristalli di grafite. pellicola, fino alla scala in pollici. Il loro metodo utilizza un foglio di nichel monocristallino come substrato e gli atomi di carbonio vengono alimentati dal retro del foglio di nichel attraverso un “processo di dissoluzione-diffusione-deposizione isotermico”. Invece di utilizzare una fonte gassosa di cartone, hanno optato per un materiale di carbonio solido per facilitare la crescita della grafite. Questa nuova strategia consente di produrre film di grafite monocristallino con uno spessore di circa 1 pollice e 35 micron, ovvero più di 100.000 strati di grafene in pochi giorni. Rispetto a tutti i campioni di grafite disponibili, la grafite monocristallina ha una conduttività termica di ~2880 W m-1K-1, un contenuto insignificante di impurità e una distanza minima tra gli strati. (1) La sintesi riuscita di film di nichel monocristallino di grandi dimensioni come substrati ultrapiatti evita il disordine della grafite sintetica; (2) 100.000 strati di grafene vengono coltivati isotermicamente in circa 100 ore, in modo che ogni strato di grafene venga sintetizzato nello stesso ambiente chimico e temperatura, il che garantisce la qualità uniforme della grafite; (3) La fornitura continua di carbonio attraverso il retro della lamina di nichel consente agli strati di grafene di crescere continuamente a un ritmo molto elevato, circa uno strato ogni cinque secondi”,
Orario di pubblicazione: 09-nov-2022