توسعه فیلم‌های گرافیتی فوق نازک برای خنک‌سازی گوشی‌های هوشمند

در طراحی گوشی‌های هوشمند، هر میکرومتر فضا اهمیت بالایی دارد و حالا محققان در عربستان موفق به توسعه فیلم‌های گرافیتی بسیار نازک شده‌اند که فضای خالی درون این محصولات را افزایش می‌دهند.

دانشمندان اخیرا توانسته‌اند لایه‌هایی با ضخامت نانومتر از گرافیت توسعه دهند که به خنک باقی ماندن دستگاه‌های الکترونیکی کمک می‌کند و فضای بسیار کمتری را نسبت به راه‌حل‌های کنونی برای کاهش دمای آن‌ها اشغال می‌کند.

فیلم‌های گرافیتی به علت رسانندگی گرمایی فوق‌العاده خود برای خنثی‌سازی گرمای تولید شده توسط قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین نقش مهمی خنک نگه داشتن دستگاه‌های الکترونیکی دارند. با وجود چنین موضوعی، ساخت آن‌ها ساده نیست و شامل فرایند چندین مرحله‌ای می‌شود و ماده باید تحت دمای شدید نزدیک به ۳۲۰۰ درجه سلسیوس قرار بگیرد تا بتوان فیلم‌ها با ضخامت چند میکرومتر تولید کرد.

نویسنده ارشد مقاله جدید، «G. Deokar» اعلام کرده:

«روشی که اکنون برای ساخت فیلم‌های گرافیتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، از پلیمر به عنوان ماده منبع استفاده می‌کند، پیچیده است و همچنین به انرژی بالایی نیاز دارد.»

Deokar و همکارانش در دانشگاه «علم و صنعت ملک عبدالله» در عربستان سعودی روی راه کارآمدتری برای تولید این گرافیت‌ کار کرده‌اند. تکنیک این محققان شامل ورقه‌های نیکل به عنوان کاتالیزور برای تبدیل گاز متان داغ به گرافیت می‌شود.

ضخامت‌ فیلم‌های گرافیتی که از این روش روی سطح ورقه‌های نیکل ساخته می‌شوند تنها به ۱۰۰ نانومتر می‌رسد. این ورق‌ها که محققان نام «فیلم‌های گرافیتی با ضخامت نانومتر» (NGFs) را برای آن‌ها انتخاب کرده‌اند، با قرارگیری ماده در دمای نزدیک به ۹۰۰ درجه سلسیوس ساخته می‌شوند.

طی این فرایند، NGF در دو طرف فویل تشکیل می‌شود که می‌تواند تا حداکثر ۵۵ سانتی‌متر مربع رشد کند. این ورق‌ها را می‌توان استخراج کرد و روی سطوح دیگر قرار داد. NGF بسیار باریکتر از فیلم‌های گرافیتی میکرومتری کنونی محسوب می‌شود، با این حال همچنان ضخامت بسیار بیشتری نسبت به یک لایه گرافین دارد.

این ورق‌های نیمه شفاف و رسانا می‌توانند علاوه بر گوشی‌های هوشمند، برای دستگاه‌های دیگر نیز مورد استفاده قرار بگیرند که برای مثال می‌توان به سلول‌های خورشیدی و همچنین سنسورهای تشخیص گاز NO2 اشاره کرد. نتیجه کار این محققان در ژورنال‌های «Nanotechnology» و «Scientific Reports» به چاپ رسیده است.