Qrafit kağızı, bir roman karbon - əsaslı bir material, təbii qrafitdən və ya yüksək yönümlü pirolitik qrafitdən (HOPG), xüsusi bir aşınma və presləmə prosesi vasitəsilə hazırlanır. Bu, əla elektrik keçiriciliyini, istilik keçiriciliyini və qrafitin kimyəvi sabitliyini yüngüllük, incəliyi və kağızın elastikliyi ilə birləşdirir. Onun yaradılması yalnız material elmində əhəmiyyətli bir irəliləyiş deyil, həm də enerji, elektronika və ətraf mühit, texnoloji yenilik və elmi anlayış kimi sahələrdə də dərin tətbiq potensialını nümayiş etdirir.
1. Struktur və performansda elmi irəliləyiş: mikro-makrodan koordinasiya edilmiş optimallaşdırma
Qrafit kağızının elmi əhəmiyyəti ilk növbədə mikrostruktur və makroskopik xüsusiyyətlər arasındakı özünəməxsus sinerji olaraq əks olunur. Ənənəvi qrafit materialları əsasən toplu və ya toz şəklindədir, yüngül və rahatlıq tələb edən tətbiqlərdə birbaşa tətbiq etmək çətinləşir. Bununla birlikdə, qrafit mikroşeetlərinin interlayer yığılmasına nəzarət etməklə (adətən bəzi sp² hybridləşdirilmiş karbon təbəqələrinin sifariş edilmiş quruluşunu qoruyan), qrafit kağızı iki -} ölçülü nanosheets-dən bir makroskopik content Its typical thickness is only 0.05-1mm, and its density is approximately 2.1-2.3g/cm³ (close to the theoretical density of graphite). Bununla birlikdə, bu, 1000-3000 / m · k) (tək qatlı qrafenə), 10⁵-10⁶ s / m (misin təxminən 80% -i), əla kimyəvi inertliliyi (turşu və qələvi müqavimət) ilə) bir - təyyarə istilik keçiriciliyinə malikdir. Bu yüngül, yüksək keçiriciliyin və sabitliyin bu birləşməsi ənənəvi materialların, enerji ötürülməsində istilik idarəetmə problemlərinin və elektron cihazlarda çevik elektrik keçiriciliyinin ehtiyacı olan əsas maddi bir fondun xas olan performans ticarəti ilə üzləşir.
2. Enerji sektorundakı yenilik: Termal idarəetmə və enerji saxlama effektivliyinin yaxşılaşdırılması
Enerji texnologiyasındakı sürətli inkişafların fonunda, qrafit kağızının əsas dəyəri ilk növbədə istilik idarəçiliyində əks olunur. Yüksək {{1- güc sıxlığı cihazlarının geniş qəbulu ilə (məsələn, 5G baza stansiyası fişləri və yeni enerji nəqliyyatı batareyaları), performans pozulması və hətta lokallaşdırılmış həddindən artıq istiləşmə səbəb olan təhlükəsizlik hadisələri böyük bir şişkinliyə çevrildi. - təyyarə istilik keçiriciliyi olan ultra {{4 - yüksək olan {{4- ilə (məsələn, həmtəsindəki istilikdə istilik keçiriciliyi olan istilik keçiriciliyi yalnız 10 w / (m}} təyyarə istiqamətində bir neçə min). Bu, batareya istilik yayılması təbəqələrində (Tesla'nın 4680 batareyasında qrafit istilik dissiasiya filmi kimi) və LED fişləri üçün istilik yayma substratları kimi istifadə edir. Eksperimental məlumatlar göstərir ki, litium batareya modullarına bir qrafit kağızı bufer qatını əlavə etmək, məsuliyyət zamanı maksimum temperaturu 15-20 dərəcə azaltmaq və dövrü 30% -dən çox uzatmaq olar.
Qrafit kağızı da enerji saxlama cihazlarında həlledici rol oynayır. Supercapakitorlar üçün çevik elektrod materialı olaraq, onun yüksək keçiriciliyi, interrafik müqaviməti azaldır (ənənəvi aktivləşdirilmiş karbon elektrodlarından 50% -dən çox). Laylı quruluşu, cihazın (məsələn, li⁺ və na kimi) ölçülü diffuziya yollarını (məsələn, li⁺ və na kimi) ölçülü diffuziya yollarını təmin edir, cihazın əyilmədikdə ilkin kapasitofunun 90% -dən çoxunu qorumağa imkan verir. Daha diqqətlə, qrafit kağızı möhkəm -} dövlət elektrolit membranları üçün dəstək verən bir substrat kimi xidmət edə bilər. Səth funksiyası (məsələn sulfonis turşusu qruplarının tətbiqi kimi) litium metal batareyalarında litium ionlarının vahid çöküntüsünü artıra bilər, dendrite böyüməsini inhibə edir və bununla da batareyanın təhlükəsizliyini artırır.
3. Elektron və hissiyyat texnologiyalarının gücləndirilməsi: çevik elektronika üçün təməl daşı materialı
Çevik elektron cihazların sürətli inkişafı ilə (tıxanan sensorlar və qatlana bilən ekran sensoru), ənənəvi sərt keçirici materiallar (məsələn, metal filmlər və indium tin oksidi (iTo) kimi) bu tələblərə və infeksiyonlarına görə bu tələblərə cavab verə bilmirlər. Qrafit Kağızının rahatlıq və keçiriciliyin ikili xüsusiyyətləri onu ideal bir alternativ hala gətirə bilər: bu, keçiriciliyi itirmədən (1 mm-dən az bir əyrilik radiusu) ilə əlaqəli ola bilər və sadə işləmə və punging kimi) hər hansı bir formada formalaşdırıla bilər. Məsələn, çevik gərginlik sensorları içərisində, qrafit kağızı elastik polimerlər ilə bəstələyir, həssaslıqla (həssaslıq əmsalı (GF) dəqiq bir şəkildə deformasiyaların dəqiq monitorinqi (məsələn, insan nəbzi və birgə hərəkəti) həssaslığı ilə elektrik müqavimətində dəyişikliklərə həssaslığını artırır. Elektron dəri sahəsində, qrafit kağızı -} əsaslı sensorlar, biomimetik robotlarda toxunma rəyləri üçün əsas texniki dəstək təmin edərək, geniş temperaturlu sensorlar 150 dərəcəyə qədər sabit işləyə bilər.
4. Ətraf mühit və davamlı elmdə potensial dəyəri
Qrafit kağızının elmi əhəmiyyəti də ətraf mühitin qorunmasına qədər uzanır. Onun xammalı, qrafit, Yer qabığında olan bol karbon materialıdır (qlobal təbii qrafit ehtiyatları 300 milyon tondan çoxdur). Bundan əlavə, istehsal prosesi, tullantı qrafit elektrodlarının təkrar elektivi (məsələn, polad istehsalçısı kimi), yaşıl kimya prinsiplərinə uyğun olaraq resurs təkrar istifadə etmək üçün imkan verir. Bundan əlavə, qrafit kağızının məsaməli quruluşu (məsaməsizliyi {{4- azaldılması prosesi ilə tənzimlənə bilər), ağır metal ionları və üzvi boyalar kimi çirkləndiricilər üçün əla adsorbsiya performansını nümayiş etdirməyə imkan verir. Təcrübələr göstərdi ki, amin {{6 {{6 {6 - funksionallaşdırılmış qrafit kağızı pb²⁺ üçün 280 mq / g üçün adsorbsiya gücünə nail ola bilər, aktivləşdirilmiş karbonun (təxminən 100 mq / g). Daha uzun müddətdə, bir nümayəndəli karbon - əsas funksional material olaraq, qrafit kağızı, "karbon-} -} -}} -}} texnologiyalarına (karbon qazı adsorbsiya və dönüşüm) üçün yeni bir material platforması təmin edir.
Qrafit kağızının elmi əhəmiyyəti təkcə irəliləyiş və mühəndislik tətbiqetmələrini "körpü materialı", həm də mikroskalonda "körpü materialı" körpü, elektronika və ətraf mühit texnologiyalarında innovasiyaların təbliği olan iki ölçülü karbon materiallarını aşkar etməkdən ibarətdir. Hazırlıq proseslərinin optimallaşdırılması ilə (məsələn, kimyəvi buxar deporu (CVD) istifadə edən böyük {{2 2}}} sahə qrafit kağızının (məsələn, nitrogen və ya boron atomları ilə dopinqin modulyasiyası), qrafit kağızının tətbiqi sərhədlərini genişləndirməyə və dördüncü sənaye inqilabını dəstəkləyən əsas təməl materiallardan biri olması gözlənilir.
