고품질 흑연은 뛰어난 기계적 강도, 열 안정성, 높은 유연성, 매우 높은 평면 내 열 및 전기 전도성을 갖고 있어 전화기 배터리로 사용되는 광열 전도체와 같은 다양한 응용 분야에서 가장 중요한 첨단 소재 중 하나입니다. 예를 들어, 특별한 유형의 흑연인 고차 열분해 흑연(HOPG)은 실험실에서 가장 일반적으로 사용되는 것 중 하나입니다. 재료. 이러한 우수한 특성은 그래핀 층의 탄소 원자 사이의 강한 공유 결합이 우수한 기계적 특성, 열 및 전기 전도성에 기여하는 반면, 그래핀 층 간의 상호 작용은 거의 없는 흑연의 층상 구조에 기인합니다. 이 작업을 통해 높은 수준의 유연성이 제공됩니다. 석묵. 흑연은 1000년 이상 자연에서 발견되었으며, 흑연의 인공 합성은 100년 이상 연구되었지만 천연 및 합성 흑연 샘플의 품질은 이상적이지 않습니다. 예를 들어, 흑연 재료에서 가장 큰 단결정 흑연 도메인의 크기는 일반적으로 1mm 미만이며, 이는 석영 단결정 및 실리콘 단결정과 같은 많은 결정의 크기와 극명한 대조를 이룹니다. 크기는 미터 규모에 도달할 수 있습니다. 단결정 흑연의 크기가 매우 작은 것은 흑연층 사이의 상호작용이 약하기 때문이며, 그래핀층의 평탄도는 성장 과정에서 유지하기 어렵기 때문에 흑연은 무질서하게 여러 개의 단결정 입계로 쉽게 부서진다. . 이 핵심 문제를 해결하기 위해 울산과학기술원(UNIST) 명예교수와 공동연구진인 류카이후이(劉開愛) 북경대 왕엔게(王恵) 교수 등이 얇은 크기의 크기를 합성하는 전략을 제안했다. 흑연 단결정. 필름, 인치 단위까지. 이들 방법은 단결정 니켈 호일을 기판으로 사용하고, 등온 용해-확산-증착 공정을 통해 니켈 호일 뒷면에서 탄소 원자를 공급한다. 그들은 기체 판지 소스를 사용하는 대신 흑연 성장을 촉진하기 위해 고체 탄소 재료를 선택했습니다. 이 새로운 전략을 사용하면 약 1인치 및 35미크론 두께의 단결정 흑연 필름, 즉 100,000개 이상의 그래핀 층을 며칠 만에 생산할 수 있습니다. 사용 가능한 모든 흑연 샘플과 비교하여 단결정 흑연은 ~2880Wm-1K-1의 열전도율, 미미한 불순물 함량 및 층 간 최소 거리를 갖습니다. (1) 초평탄 기판으로서 대형 단결정 니켈 필름의 성공적인 합성은 합성 흑연의 무질서를 방지합니다. (2) 약 100시간 동안 10만 층의 그래핀을 등온 성장시켜 각 층의 그래핀이 동일한 화학적 환경과 온도에서 합성되어 균일한 흑연 품질을 보장합니다. (3) 니켈 호일 뒷면을 통해 탄소가 지속적으로 공급되면서 그래핀 층이 매우 빠른 속도로 지속적으로 성장할 수 있으며, 약 5초마다 한 층씩 성장할 수 있습니다."
게시 시간: 2022년 11월 9일