Graphit schützt Smartphones vor dem Hitzetod
Folien lassen sich mit neuer Methode aus Saudi-Arabien jetzt energiesparend herstellen
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So flexibel sind die neuen Graphitfilme (Foto: kaust.edu.sa/en, Xavier Pita) |
Thuwal (pte003/09.10.2020/06:10) Graphit nimmt Wärme auf und gibt sie an die Umgebung ab. So werden viele elektronische Bauteile gegen Überhitzung geschützt. Die Herstellung der Kohlenstofffilme ist aber sehr zeit- und energieaufwendig, weil die dabei erreichten Temperaturen bei bis zu 3.200 Grad Celsius liegen. Forscher an der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) http://kaust.edu.sa/en haben jetzt ein günstiges Produktionsverfahren entwickelt.
Nickelfolie als Kat und Unterlage
Das Verfahren hat Geetanjali Deokar entwickelt, Postdoc bei Pedro Costa, der die Arbeit leitete. Costa ist Spezialist für Nanostrukturen aus Kohlenstoff. Die Forscher züchteten Graphitfilme mit einer Dicke von 100 Nanometern mithilfe der chemischen Gasphasenabscheidung auf einer Folie aus Nickel. Bei diesem Verfahren, das im Vakuum abläuft, trifft 900 Grad heißes Methan, dessen Moleküle aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, auf die Nickelfolie. Diese dient nicht nur als Unterlage. Sie hat auch katalytische Wirkung. Sie sorgt dafür, dass auf der Folie nur Kohlenstoffatome haften. Der Wasserstoff entweicht.
"Es ist uns gelungen, nanometerdicke Folien aus Kohlenstoff innerhalb von fünf Minuten herzustellen", verdeutlicht Deokar. Die Graphitfilme bildeten sich auf beiden Seiten der Nickelfolie. Sie haben eine Fläche von 55 Quadratzentimetern, sind also gut sieben mal sieben Zentimeter groß. Das reicht für die meiste Elektronik. Graphit und Nickel werden zum Schluss voneinander getrennt und auf die zu schützende Elektronik übertragen.
Geeignet für flexible Elektronik
Die Hitze leistungsstarker Handys muss abgeführt werden. Costa hält sich KAUST-Lösung für ideal, wenn es um Hochleistungstelefone geht. Vor allem aber könnten sie flexible Elektronik vor dem Hitzetod bewahren, weil diese extrem dünnen Graphitfilme ebenfalls flexibel sind. Er hat auch ganz andere Anwendungen im Blick. Sie könnten auch in Solarzellen und Sensoren verwendet werden, die Stickstoffdioxid detektieren. Alles verrät Costa jedoch nicht, wie sein Schlusswort verrät: "Wir planen, Graphitfolien in Geräte zu integrieren, in denen sie als multifunktionales aktives Material fungieren."
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