Ang mataas na kalidad na graphite ay may mahusay na mekanikal na lakas, thermal stability, mataas na flexibility at napakataas na in-plane thermal at electrical conductivity, na ginagawa itong isa sa pinakamahalagang advanced na materyales para sa maraming aplikasyon tulad ng mga photothermal conductor na ginagamit bilang mga baterya sa mga telepono. Halimbawa, ang isang espesyal na uri ng graphite, highly ordered pyrolytic graphite (HOPG), ay isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit sa mga laboratoryo. materyal. Ang mahusay na mga katangian na ito ay dahil sa layered na istraktura ng graphite, kung saan ang malakas na covalent bond sa pagitan ng mga carbon atom sa mga layer ng graphene ay nag-aambag sa mahusay na mekanikal na katangian, thermal at electrical conductivity, habang napakakaunting interaksyon sa pagitan ng mga layer ng graphene. Ang aksyon ay nagreresulta sa isang mataas na antas ng flexibility. grapayt. Kahit na ang grapayt ay natuklasan sa kalikasan nang higit sa 1000 taon at ang artipisyal na synthesis nito ay pinag-aralan nang higit sa 100 taon, ang kalidad ng mga sample ng grapayt, parehong natural at sintetiko, ay malayo sa perpekto. Halimbawa, ang laki ng pinakamalaking solong kristal na graphite na mga domain sa mga materyal na grapayt ay karaniwang mas mababa sa 1 mm, na kung saan ay lubos na kaibahan sa laki ng maraming kristal gaya ng quartz single crystal at silicon single crystals. Ang laki ay maaaring umabot sa sukat ng isang metro. Ang napakaliit na sukat ng single-crystal graphite ay dahil sa mahinang interaksyon sa pagitan ng mga graphite layer, at ang flatness ng graphene layer ay mahirap mapanatili sa panahon ng paglaki, kaya ang graphite ay madaling masira sa ilang single-crystal grain boundaries sa kaguluhan. . Upang malutas ang pangunahing problemang ito, si Propesor Emeritus ng Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) at ang kanyang mga katuwang sina Prof. Liu Kaihui, Prof. Wang Enge ng Peking University, at iba pa ay nagmungkahi ng isang diskarte para sa pag-synthesize ng manipis na order-of-magnitude graphite solong kristal. pelikula, hanggang sa pulgadang sukat. Ang kanilang pamamaraan ay gumagamit ng isang single-crystal nickel foil bilang substrate, at ang mga carbon atoms ay pinapakain mula sa likod ng nickel foil sa pamamagitan ng isang "isothermal dissolution-diffusion-deposition process". Sa halip na gumamit ng gaseous cardboard source, pinili nila ang solid carbon material para mapadali ang paglaki ng graphite. Ginagawang posible ng bagong diskarte na ito na makagawa ng mga single-crystal graphite film na may kapal na humigit-kumulang 1 pulgada at 35 microns, o higit sa 100,000 graphene layer sa loob ng ilang araw. Kung ikukumpara sa lahat ng available na sample ng graphite, ang single-crystal graphite ay may thermal conductivity na ~2880 W m-1K-1, isang hindi gaanong halaga ng mga impurities, at isang minimum na distansya sa pagitan ng mga layer. (1) Ang matagumpay na synthesis ng mga single-crystal nickel film na may malalaking sukat habang iniiwasan ng mga ultra-flat na substrate ang pagkakaayos ng synthetic graphite; (2) 100,000 patong ng graphene ay itinatanim nang isothermally sa loob ng humigit-kumulang 100 oras, upang ang bawat layer ng graphene ay ma-synthesize sa parehong kemikal na kapaligiran at temperatura, na nagsisiguro sa pare-parehong kalidad ng graphite; (3) Ang tuluy-tuloy na supply ng carbon sa reverse side ng nickel foil ay nagpapahintulot sa mga layer ng graphene na patuloy na lumaki sa napakataas na rate, humigit-kumulang isang layer bawat limang segundo,"
Oras ng post: Nob-09-2022