Сверхтонкие графитовые пленки: материал будущего

Ученые создали золотую середину между однослойным графеном и микрометровыми пленками, которые широко используются в современной технике

Графитовые пленки играют важную роль в охлаждении многих электронных устройств, поскольку их превосходная теплопроводность используется для нейтрализации тепла, выделяемого окружающими компонентами. Но их не так-то просто изготовить, поскольку это многоступенчатый процесс, в ходе которого материал подвергается воздействию экстремальных температур до 3200 ° C, чтобы на выходе получить пленку толщиной около нескольких микрометров.

«Метод, используемый для изготовления графитовых пленок с полимером в качестве исходного материала, сложен и очень энергоемок», — уверяет Г. Деокар, руководивший новым исследованием.

Деокар и его коллеги из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы Саудовской Аравии (KAUST) работают над более эффективным способом производства графитовых охлаждающих устройств. Его метод включает использование никелевой фольги в качестве катализатора для превращения горячего метана в графит. Пленки графита, образующиеся на поверхности никелевой фольги, имеют толщину всего 100 нанометров. Для справки: 1000 нанометров составляют 1 микрометр.

Листы материала, которые команда называет графитовыми пленками нанометровой толщины (NGF), были изготовлены путем воздействия на материал температуры около 900 ° C. В ходе процесса по обе стороны от фольги формируются NGF, которые можно выращивать на листах размером до 55 кв. см. Эти листы, в свою очередь, можно извлечь и перенести на другие поверхности.

В результате новые NGF намного тоньше, чем используемые в настоящее время графитовые пленки микрометровой толщины, но при этом намного толще, чем однослойный графен. Таким образом, по мнению исследователей, материал может занять золотую середину: с одной стороны, он гибкий и прочный, с другой — дешевле в производстве, чем аналоги.

Эти токопроводящие полупрозрачные листы можно использовать не только для охлаждения мобильных устройств. Исследователи говорят, что их универсальный характер позволяет применять NGF в качестве компонентов солнечных элементов или датчиков, обнаруживающих газ NO2. «Мы планируем интегрировать NGF в устройства, где они будут действовать как многофункциональный активный материал», — заявил Коста.