Надзвукове обприскування дозволяє отримувати високоякісне покриття графена без після обробки

Унікальні властивості графена – його електрична і теплопровідність, а також механічна міцність – роблять її дуже перспективним матеріалом для створення різних плівок і покриттів. Два основні підходи до створення таких покриттів, які існують сьогодні, вирощують кристали графену шляхом відкладення вуглецевих атомів з вуглецевих газів на підкладці і застосування підвіски, що містить шкали графена до декількох мікрометрів на поверхні. Перший метод дозволяє отримати ідеальні однокристали, але вимагає високих температур, відмінно очищають інгредієнти, спеціальні субстрати. Використовується в першу чергу в мікроелектроніці, для створення графенових електронних компонентів.

Другий метод набагато більш невибагливий, але замість монокристалічних графенів на поверхні, шар багатьох перекриття графенових ваг з далеким від ідеальної структури утворюється - для багатьох додатків це досить. Для поліпшення якості такого покриття використовуються різні методи - аннеалізація, плазма або хімічне лікування. Вчені з університету Іллінойса в Чикаго, разом з колегами з Південної Кореї, розробили простий і зрозумілий варіант другого способу отримання графенового покриття без будь-яких постобробок.




Скляна пластина з графеновим розпиленням та її поверхнею під мікроскопом

Метод їх полягає в тому, що підвіска, що містить масштаби оксиду графена, обприскується на продукті за допомогою сопла Лава. Цей тип сопла широко використовується в ракетних і струменевих двигунах і дозволяє досягти надзвукових газопроводів. Завдяки цьому підвіска обприскується в найменші краплі, що дозволяє відокремити індивідуальні ваги і наносити їх дуже рівномірно. На підсонних швидкостях часто падають на поверхню у вигляді клеєних люків. Крім того, найменші краплі, що продувають надзвуковим потоком газу, практично миттєво висихають.

Ще однією перевагою є кінетична енергія, за допомогою якої графен потрапляє на поверхню виробу, досить, що масштаби не тільки прилипають до неї, але і розгладжуються, «зцілення» багато структурних дефектів. Графен на надзвукових швидкостях набуває певну пружність, розтяжки, а карбонові атоми в місцях дефектів займають правильне положення, що формує ідеальну шестикутну решітку.



Розтягування через кінетичну енергію надзвукового потоку виправляє дефекти графена

Цей метод дуже простий і масштабний. В залежності від концентрації підвіски оксиду графена, тиску та швидкості потоку газу, товщини та якості покриття можна легко контролювати. Відсутність необхідності обробки покриттів розширює асортимент матеріалів, які можуть бути покриті полімерами та пластиками, які не витримують після обробки плазмою або високими температурами.



Джерело: habrahabr.ru/post/224611/