نئی تحقیق سے بہتر گریفائٹ فلموں کا پتہ چلتا ہے۔

اعلیٰ معیار کے گریفائٹ میں بہترین مکینیکل طاقت، تھرمل استحکام، اعلیٰ لچک اور جہاز کے اندر تھرمل اور برقی چالکتا بہت زیادہ ہے، جو اسے ٹیلی فون میں بیٹریوں کے طور پر استعمال ہونے والے فوٹو تھرمل کنڈکٹرز جیسی بہت سی ایپلی کیشنز کے لیے سب سے اہم جدید مواد میں سے ایک بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک خاص قسم کا گریفائٹ، انتہائی آرڈر شدہ پائرولائٹک گریفائٹ (HOPG)، لیبارٹریوں میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا ہے۔ مواد یہ بہترین خصوصیات گریفائٹ کے تہہ دار ڈھانچے کی وجہ سے ہیں، جہاں گرافین تہوں میں کاربن ایٹموں کے درمیان مضبوط ہم آہنگی بانڈ بہترین میکانی خصوصیات، تھرمل اور برقی چالکتا میں حصہ ڈالتے ہیں، جبکہ گرافین تہوں کے درمیان بہت کم تعامل ہوتا ہے۔ کارروائی کے نتیجے میں اعلی درجے کی لچک پیدا ہوتی ہے۔ گریفائٹ اگرچہ گریفائٹ فطرت میں 1000 سال سے زیادہ عرصے سے دریافت ہوا ہے اور اس کی مصنوعی ترکیب کا 100 سال سے زیادہ عرصے سے مطالعہ کیا جا رہا ہے، گریفائٹ کے نمونوں کا معیار، قدرتی اور مصنوعی دونوں، مثالی سے بہت دور ہے۔ مثال کے طور پر، گریفائٹ مواد میں سب سے بڑے سنگل کرسٹل گریفائٹ ڈومینز کا سائز عام طور پر 1 ملی میٹر سے کم ہوتا ہے، جو کہ کوارٹز سنگل کرسٹل اور سلکان سنگل کرسٹل جیسے بہت سے کرسٹل کے سائز کے بالکل برعکس ہے۔ سائز ایک میٹر کے پیمانے تک پہنچ سکتا ہے۔ سنگل کرسٹل گریفائٹ کا بہت چھوٹا سائز گریفائٹ کی تہوں کے درمیان کمزور تعامل کی وجہ سے ہے، اور گرافین پرت کی چپٹی کو بڑھوتری کے دوران برقرار رکھنا مشکل ہے، اس لیے گریفائٹ آسانی سے خرابی کی صورت میں کئی سنگل کرسٹل اناج کی حدود میں ٹوٹ جاتا ہے۔ . اس کلیدی مسئلے کو حل کرنے کے لیے، السان نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (UNIST) کے پروفیسر ایمریٹس اور ان کے معاونین پروفیسر لیو کیہوئی، پیکنگ یونیورسٹی کے پروفیسر وانگ اینج، اور دیگر نے پتلی ترتیب کی مقدار کی ترکیب کے لیے ایک حکمت عملی تجویز کی ہے۔ گریفائٹ سنگل کرسٹل فلم، انچ پیمانے پر نیچے۔ ان کا طریقہ کار ایک واحد کرسٹل نکل ورق کو بطور سبسٹریٹ استعمال کرتا ہے، اور کاربن ایٹموں کو نکل فوائل کے پچھلے حصے سے "آسوتھرمل تحلیل- بازی- جمع کرنے کے عمل" کے ذریعے کھلایا جاتا ہے۔ گیسی گتے کا ذریعہ استعمال کرنے کے بجائے، انہوں نے گریفائٹ کی افزائش کو آسان بنانے کے لیے ٹھوس کاربن مواد کا انتخاب کیا۔ یہ نئی حکمت عملی چند دنوں میں تقریباً 1 انچ اور 35 مائیکرون کی موٹائی یا 100,000 سے زیادہ گرافین تہوں والی سنگل کرسٹل گریفائٹ فلمیں تیار کرنا ممکن بناتی ہے۔ تمام دستیاب گریفائٹ نمونوں کے مقابلے میں، سنگل کرسٹل گریفائٹ کی تھرمل چالکتا ~2880 W m-1K-1 ہے، نجاست کا ایک معمولی مواد، اور تہوں کے درمیان کم از کم فاصلہ ہے۔ (1) انتہائی فلیٹ سبسٹریٹس کے طور پر بڑے سائز کی سنگل کرسٹل نکل فلموں کی کامیاب ترکیب مصنوعی گریفائٹ کی خرابی سے بچاتی ہے۔ (2) گرافین کی 100,000 تہوں کو تقریباً 100 گھنٹوں میں الگ تھلگ طریقے سے اگایا جاتا ہے، تاکہ گرافین کی ہر تہہ کو ایک ہی کیمیائی ماحول اور درجہ حرارت میں ترکیب کیا جائے، جو گریفائٹ کے یکساں معیار کو یقینی بناتا ہے۔ (3) نکل فوائل کے الٹ سائیڈ کے ذریعے کاربن کی مسلسل فراہمی گرافین کی تہوں کو بہت زیادہ شرح سے مسلسل بڑھنے دیتی ہے، ہر پانچ سیکنڈ میں تقریباً ایک پرت،