Puede ser un desafío significativo enfriar la poderosa electrónica que se encuentra dentro de los últimos teléfonos inteligentes. Los investigadores de KAUST han desarrollado una forma rápida y eficiente de fabricar un material de carbono que podría ser ideal para disipar el calor en dispositivos electrónicos. Este material versátil también podría tener usos adicionales que van desde sensores de gas hasta células solares.

Muchos dispositivos electrónicos utilizan películas de grafito para extraer y disipar el calor generado por sus componentes electrónicos. Aunque el grafito es una forma natural de carbono, La gestión del calor de la electrónica es una aplicación exigente y, por lo general, se basa en el uso de películas de grafito fabricadas de alta calidad con un espesor de micrómetro. "Sin embargo, el método utilizado para hacer estas películas de grafito, utilizando polímero como material de partida, es complejo y consume mucha energía, "dice Geetanjali Deokar, un postdoctorado en el laboratorio de Pedro Costa, quien dirigió el trabajo. Las películas se fabrican en un proceso de varios pasos que requiere temperaturas de hasta 3200 grados Celsius y que no pueden producir películas más delgadas que unos pocos micrómetros.

Deokar, Costa y sus colegas han desarrollado una Una forma energéticamente eficiente de hacer láminas de grafito de aproximadamente 100 nanómetros de espesor. El equipo cultivó películas de grafito de nanómetros de espesor (NGF) en láminas de níquel mediante una técnica llamada deposición química en fase de vapor (CVD) en la que el níquel convierte catalíticamente gas metano caliente en grafito en su superficie. "Logramos NGF con un paso de crecimiento de CVD de solo cinco minutos a una temperatura de reacción de 900 grados Celsius, "Dice Deokar.

Los NGF, que podría cultivarse en láminas de hasta 55 centímetros cuadrados, creció a ambos lados del papel de aluminio. Podría extraerse y transferirse a otras superficies sin la necesidad de una capa de soporte de polímero, que es un requisito común cuando se manipulan películas de grafeno de una sola capa.

Trabajando con el especialista en microscopía electrónica Alessandro Genovese, El equipo capturó imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de sección transversal del NGF en níquel. "La observación de la interfaz de las películas de grafito con la lámina de níquel fue un logro sin precedentes que arrojará luz adicional sobre los mecanismos de crecimiento de estas películas, "Dice Costa.

En términos de espesor, NGF se encuentra entre las películas de grafito de un micrómetro de espesor disponibles comercialmente y el grafeno de una sola capa. "Los NGF complementan el grafeno y las láminas de grafito industrial, añadiendo a la caja de herramientas de películas de carbono en capas, "Dice Costa. Debido a su flexibilidad, por ejemplo, NGF podría prestarse a la gestión del calor en teléfonos flexibles que ahora comienzan a aparecer en el mercado. "La integración de NGF sería más barata y robusta de lo que se podría obtener con una película de grafeno, " él añade.

Sin embargo, Los NGF podrían encontrar muchas aplicaciones además de la disipación de calor. Una característica intrigante, resaltado en las imágenes TEM, era que algunas secciones del NGF tenían solo unas pocas láminas de carbono de espesor. "Notablemente, la presencia de los dominios de grafeno de pocas capas dio como resultado un grado razonable de transparencia a la luz visible de la película en general, "Dice Deokar. El equipo propuso que dirigir, Los NGF semitransparentes podrían usarse como un componente de las células solares, o como material sensor para detectar gas NO2. "Planeamos integrar NGF en dispositivos donde actuarían como un material activo multifuncional, "Dice Costa.