Сверхзвуковое напыление позволяет получить высококачественное графеновое покрытие без постобработки

    Уникальные свойства графена — его электро- и теплопроводность, а также механическая прочность — делают его очень перспективным материалом для создания разнообразных плёнок и покрытий. Два основных подхода к созданию таких покрытий, существующие сегодня — это выращивание кристаллов графена путём осаждения атомов углерода из содержащих углерод газов на подложку и нанесение на поверхность суспензии, содержащей чешуйки графена размером до нескольких микрометров. Первый способ позволяет получить идеальные монокристаллы, однако требует высоких температур, идеально чистых ингредиентов, специальных подложек. Он применим прежде всего в микроэлектронике, для создания графеновых электронных компонентов.

    Второй способ — гораздо более неприхотлив, но вместо монокристаллического графена на поверхности образуется слой из множества перекрывающихся чешуек графена с далёкой от идеальной структурой — для многих применений достаточно и этого. Для улучшения качества такого покрытия используются разные способы — отжиг, плазменная или химическая обработка. Учёные из Иллинойсского университета в Чикаго совместно с коллегами из Южной Кореи разработали простой и хорошо масштабируемый вариант второго способа получения графенового покрытия без какой-либо постобработки.


    Стеклянная пластинка с графеновым напылением и её поверхность под электронным микроскопом

    Их метод заключается в том, что суспензия, содержащая чешуйки оксида графена, напыляется на изделие с помощью сопла Лаваля. Этот вид сопла широко используется в ракетных и реактивных двигателях и позволяет достичь сверхзвуковых скоросетй потока газа. Благодаря этому суспензия распыляется на мельчайшие капельки, позволяя разделить отдельные чешуйки и нанести их очень равномерно. При дозвуковых скоростях чешуйки часто попадают на поверхность в виде слипшихся комков. Кроме того, мельчайшие капельки, обдуваемые сверхзвуковым потоком газа, практически мгновенно высыхают.

    Ещё одно преимущество — кинетическая энергия, с которой графен ударяется о поверхность изделия, оказывается достаточной, чтобы чешуйки не просто прилипли к ней, но и разгладились, «залечив» при этом многие структурные дефекты. Графен при сверхзвуковых скоростях приобретает определённую эластичность, растягивается, и атомы углерода в местах дефектов занимают правильное положение, формируя идеальную шестиугольную решётку.


    Растягивание благодаря кинетической энергии сверхзвукового потока исправляет дефекты графена

    Этот метод очень прост и хорошо масштабируется. Варьируя концентрацию суспензии оксида графена, давление и скорость потока газа, можно легко управлять толщиной и качеством покрытия. Отсутствие необходимости в обработке покрытия расширяет круг материалов, которые можно покрыть графеновым напылением — можно широко использовать полимеры и пластики, которые не выдержали бы постобработки плазмой или высокими температурами.

    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 6

      +3
      Вот чёрт, коллеги из соседнего корпуса нас определили (((
        +3
        О, получается можно теперь кожу себе покрыть графеном без применения плазмы.
          0
          Придется ходить без одежды. Ибо всё соскользнёт =). А голый с графеном на коже и ходить не сможет — не оттолкнуться от земли =).
            +3
            Можно на пятой точке скользить.
              0
              Зато можно на электричку спокойно лезть. Если заземлишь питание, то оно стечет по поверхности, а ты жив останешься… может быть…
                0
                Это была шутка, конечно, но вот электрикам, которые на высоковольтных ЛЭП работают, думаю, пригодится. Сейчас вроде вшивают серебряные нити в ткань, а это будет сплошное напыление. Серебряных нитей будет много меньше, чем путей разряда на поверхности графена. Да и проводимость выше.

          Only users with full accounts can post comments. Log in, please.