Le graphite de haute qualité a une excellente résistance mécanique, une stabilité thermique, une grande flexibilité et une conductivité thermique et électrique élevée dans le plan et, par conséquent, est l’un des matériaux frontaux les plus importants pour de nombreuses applications, qui servent de simple conducteur thermique pour les cellules. Téléphone (s. Par exemple, un type de graphite, le graphite pyrolytique hautement ordonné (HOPG), est l’un des matériaux de laboratoire les plus largement utilisés. Ces excellentes propriétés proviennent de la structure en couches du graphite, où de fortes liaisons covalentes entre les atomes de carbone. la section de graphène contribue à d’excellentes propriétés mécaniques, les conductivités thermique et électrique et la faible interaction entre les couches de graphène conduisent à un grand changement de graphite.
Bien que le graphite soit présent dans la nature depuis plus de 1000 ans et que sa composition soit étudiée depuis plus de 100 ans, la qualité des échantillons de graphite, qu’ils soient naturels ou artificiels, est loin d’être parfaite. Étant donné que la taille des plus grands domaines de graphite cristallin dans les matériaux en graphite est généralement inférieure à 1 mm, elle est très différente de la taille de nombreux cristaux, comme la taille du monocristal de quartz et des monocristaux de silicium pouvant atteindre l’échelle des mètres. La petite taille du graphite monocristallin est causée par la faible connexion entre les couches de graphite, où la planéité de la couche de graphène est difficile à maintenir pendant la croissance et donc le graphite peut être facilement divisé en petits cristaux avec des joints de grains irréguliers. .
Pour résoudre le gros problème, le professeur émérite de l’Institut national des sciences et technologies d’Ulsan (UNIST) et ses collègues, le professeur Kaihui Liu, le professeur Enge Wang de l’Université de Pékin et d’autres ont proposé l’idée de fabriquer des ordres de grandeur de films de graphite cristallin. grand, environ la taille d’un doigt. Dans leur procédé, des feuilles de cristal de Ni sont utilisées comme substrat et des atomes de caron sont extraits de l’arrière des feuilles de Ni par un processus isotherme de dissolution-diffusion-précipitation. Au lieu d’utiliser une source de carton en phase gazeuse, ils choisissent un matériau en carbone solide pour augmenter la taille du graphique. Un tel nouveau procédé permet d’obtenir des films de graphite monocristallin jusqu’à 1 pouce et 35 μm d’épaisseur, soit plus de 100 000 couches de graphène, en quelques jours. Le graphite monocristallin a une conductivité thermique enregistrée de 2880 Wm-1K-1, sans impuretés et la plus petite distance de tout échantillon de graphite disponible.
“Cette réalisation repose sur quelques points clés du design expérimental :
(1) la synthèse réussie de films de Ni monocristallin de grande taille sert de substrat plat d’extrémité et ainsi l’instabilité dans le graphite synthétisé peut être évitée ;
(2) la croissance isotherme de 100 000 couches de graphène pendant environ 100 heures permet de traiter chaque couche de graphène dans le même environnement chimique et à la même température, assurant ainsi l’uniformité de la qualité du graphite ;
(3) le flux continu de carbone à travers la surface arrière de la feuille de Ni permet la croissance inhomogène des couches de graphène à un taux de croissance très élevé, ~ une couche toutes les 5 secondes », a expliqué le professeur Ding.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le numéro d’octobre 2022 de Nature Nanotechnology. Cette étude a été menée conjointement par le professeur Kaihui Liu et le professeur Enge Wang de l’Université de Pékin.
Source de l’histoire :
Les articles sont fournis par Institut national des sciences et technologies d’Ulsan (UNIST). L’original a été écrit par JooHyeon Heo. Remarque : Le contenu peut être modifié en termes de format et de longueur.
