Diamanter, nanorør finder fælles fodslag i grafen

Det, der kan være den ultimative kølelegeme, er kun muligt på grund af endnu en forbløffende evne til grafen. Den en-atom-tykke form af kulstof kan fungere som en mellemrum, der tillader lodret justerede carbon-nanorør at vokse på næsten alt.

Det inkluderer diamanter. En diamantfilm/grafen/nanorørstruktur var et resultat af ny forskning udført af forskere ved Rice University og Honda Research Institute USA, rapporteret i dag i Nature's online journal Videnskabelige rapporter .

Hjertet i forskningen er åbenbaringen om, at når grafen bruges som mellemmand, overflader, der betragtes som ubrugelige som substrater til vækst af kulnanorør, har nu potentiale til at gøre det. Diamond er tilfældigvis et godt eksempel, ifølge rismaterialeforsker Pulickel Ajayan og Hondas chefforsker Avetik Harutyunyan.

Diamant leder varme meget godt, fem gange bedre end kobber. Men dets tilgængelige overfladeareal er meget lavt. I sagens natur, et-atom-tykt grafen er alt overfladeareal. Det samme kan siges om carbon nanorør, som i bund og grund er sammenrullede rør af grafen. En lodret justeret skov af kulstofnanorør dyrket på diamant ville sprede varme som en traditionel køleplade, men med millioner af finner. Sådan et ultratyndt array kan spare plads i små mikroprocessorbaserede enheder.

"Yderligere arbejde langs disse linjer kunne producere strukturer som mønstrede nanorørarrays på diamant, der kunne bruges i elektroniske enheder, "Sagde Ajayan. Graphen og metalliske nanorør er også meget ledende; i kombination med metalliske substrater, de kan også have anvendelser inden for avanceret elektronik, han sagde.

For at teste deres ideer, Honda -holdet voksede forskellige typer grafen på kobberfolie ved standard kemisk dampaflejring. De overførte derefter de små grafenark til diamant, kvarts og andre metaller til yderligere undersøgelse af Rice -teamet.

De fandt ud af, at kun et-lags grafen fungerede godt, og ark med krusninger eller rynker fungerede bedst. Defekterne syntes at fange og holde de luftbårne jernbaserede katalysatorpartikler, hvorfra nanorørene vokser. Forskerne mener, at grafen letter nanorørvækst ved at forhindre katalysatorpartiklerne i at klumpe sig sammen.

Ajayan synes, at grafens ekstreme tyndhed gør tricket. I en tidligere undersøgelse, Rislaboratoriet fandt grafen viser materialer belagt med grafen kan blive våde, men grafen giver beskyttelse mod oxidation. "Det kan være en af ​​de store ting ved grafen, at du kan have en ikke -invasiv belægning, der bevarer substratets ejendom, men tilføjer værdi, "sagde han." Her tillader det den katalytiske aktivitet, men stopper katalysatoren fra at aggregeres. "

Test viste, at grafenlaget forbliver intakt mellem nanorørskoven og diamanten eller et andet substrat. På et metallisk underlag som kobber, hele hybrid er meget ledende.

En sådan problemfri integration gennem grafengrænsefladen ville give lav kontaktmodstand mellem strømsamlere og de aktive materialer i elektrokemiske celler, et bemærkelsesværdigt skridt i retning af at bygge energienheder med høj effekt, sagde forsker forsker og medforfatter Leela Mohana Reddy Arava.