3D கிராஃபீன் படங்களை உயர் ஆற்றல் மின்னணு கற்றை மூலம் ஒருங்கிணைத்தல்
சமீபத்தில், சீன அறிவியல் அகாடமியின் (CAS) ஹெஃபி இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் பிசிகல் சயின்ஸின் (HFIPS) பேராசிரியர் வாங் ஷென்யாங்கின் ஆராய்ச்சி குழு மேக்ரோஸ்கோபிக் தடிமனான முப்பரிமாண (3D) போரஸ் கிராஃபீனின் படங்களைத் தயாரித்துள்ளது.
உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான் கற்றை ஆற்றல் மூலமாகப் பயன்படுத்துவதோடு, உயர் இயக்க ஆற்றல் மற்றும் மின்னணு கற்றையின் குறைந்த பிரதிபலிப்பு பண்புகளின் நன்மைகளையும் எடுத்துக்கொண்டு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பாலிமைடு முன்னோடிகளை நேரடியாக 3D போரஸ் கிராஃபீன் 0.66 மிமீ வரை தடிமன் கொண்ட படிகப் படமாக்க தூண்டினர். தொடர்புடைய ஆராய்ச்சி முடிவுகள் கார்பன் இதழில் வெளியிடப்பட்டன.
கிராஃபீனின் பல விதிவிலக்கான இரசாயன மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள் காரணமாக ஒரு புதிய மூலோபாய பொருள் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு பரிமாண (3D) போரஸ் கிராஃபீனின் நெட்வொர்க்கை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் கிராஃபீனின் தாள்களை மறுதொடக்கம் செய்வதைத் தடுக்கலாம் மற்றும் அயனிகளின் எளிதான அணுகல் மற்றும் பரவலை செயல்படுத்துகிறது. இருப்பினும், மேக்ரோஸ்கோபிக் தடிமனான 3D போரஸ் கிராஃபீனின் படங்களின் திறமையான தொகுப்பு இன்னும் ஒரு சவாலாக உள்ளது.
லேசரின் உயர் உடனடி ஆற்றல் கார்பன் கொண்ட அணிக்கோவையின் நேரடி கார்பனைசேஷனைத் தூண்டி உயர் படிக தரமான கிராஃபீனை உருவாக்குகிறது. ஆனால் கார்பன் கொண்ட அணிக்கோவையில் லேசரின் ஊடுருவல் ஆழம் மிகவும் குறைவாக உள்ளது, இதன் விளைவாக தயாரிக்கப்பட்ட கிராஃபீனின் படத்தின் போதுமான தடிமன் ஏற்படுகிறது, இது உண்மையான சாதனங்களில் அதன் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. எனவே, மிகவும் பயனுள்ள எரிசக்தி மூலத்தை ஆராய்வது ஒரு முக்கிய பிரச்சினையாகும், இது உயர் ஆற்றல் கற்றை தூண்டப்பட்ட கிராஃபீனின் தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கு அவசரமாக தீர்க்கப்பட வேண்டும்.
இந்த ஆராய்ச்சியில், பாலிமைடு முன்னோடியில் மேக்ரோஸ்கோபிக் தடிமனான 3D போரஸ் கிராஃபீனின் படிகத் திரைப்படங்களை திறம்பட தயாரிப்பதை உணர ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதிய ஆற்றல் மூலமாக உயர் ஆற்றல் மின்-கற்றைகளைப் பயன்படுத்தினர்.
ஒளிக்கதிர்களுடன் ஒப்பிடும்போது, உயர் ஆற்றல் கொண்ட மின் கற்றைகள் பூஜ்ஜிய பிரதிபலிப்பு, உயர் இயக்க ஆற்றல், ஊசி விளைவு மற்றும் எளிய கவனம் கட்டுப்பாடு உள்ளிட்ட பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, கிராஃபீனை உற்பத்தி செய்ய பாலிமைடு முன்னோடிகளின் கார்பனேற்றத்தை விரைவாகத் தூண்டுவதற்கு மின் கற்றை சிறந்த ஆற்றல் மூலமாக மாறும்.
பாலிமைடில் உள்ள ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் வேறு சில கூறுகள் விரைவாக வாயு வடிவத்தில் தப்பிக்கக்கூடும், இதன் விளைவாக கிராஃபீனின் ஏராளமான 3D துளை அமைப்பு உருவாகிறது.
இந்த ஆய்வு மின் கற்றை தூண்டப்பட்ட கிராஃபீனின் (EIG) படத்தின் தடிமன் 0.66 மிமீ வரை அதிகமாக இருப்பதையும், தொகுப்பு விகிதம் 84 செ.மீ2/நிமிடம் என்றும் காட்டுகிறது, இது லேசர் வழங்கியதை விட கணிசமாக பெரியது. மேலும், மீதேக்கி எலக்ட்ரோடுகளின் துறையில் EIG வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது சிறந்த மின்வேதியியல் சேமிப்பு திறனைக் காட்டுகிறது.
முக்கிய ஒளிக்கதிர் செயல்திறனுடன், சூரிய ஒளிமின்னழுத்த எதிர்ப்பு ஐசிங் மற்றும் டீசிங் துறையிலும் EIG ஐப் பயன்படுத்தலாம். வெப்பநிலை -40 ° C ஆக இருக்கலாம், இது மிகக் குறைந்ததாகக் கருதப்படுகிறது.
References: