ከም ቁልፊ ኣባል ስድራቤት ካርቦን ማተርያል መጠን፡ ግራፋይት ሸት ብሰንኪ ብሉጽ ተርማልን ኤሌክትሪካዊ ምርግጋእን መካኒካዊ ጥንካረኦምን፡ ብሰንኪ ብሉጽ ተርማልን ኤሌክትሪካዊን ምርግጋእ፡ ኣብ ጸዓት፡ ኤሌክትሮኒክስ፡ ኬሚካላዊ ምህንድስናን ኣየርን ስፔስን ሰፊሕ ናይ መተግበሪ ተስፋታት የርእዩ። ኣብ ዝሓለፈ ዓመታት፡ ምስ ቅልጡፍ ምዕባለ ሳይንስን ምህንድስናን ንዋት፡ ኣብ ግራፋይት ሸትስ ዝተገብረ መጽናዕቲ ምዕማቝ ቀጺሉ፡ ውጽኢቱ ድማ ኣብ መዋቕራዊ ዲዛይን፡ ምምሕያሽ ኣፈጻጽማን ተግባራዊ መተግበሪታትን ርኡይ ምዕባለ ኣምጺኡ።
1. ናይ ግራፋይት ሸት ምድላው ቴክኖሎጂ
መስርሕ ምድላው ንግራፋይት ሸት ንማይክሮስትራክቸርን ማክሮስኮፒካዊ ባህርያቶምን ብቐጥታ ይጸልዎ፣ ስለዚ ድማ ቀንዲ መጽናዕታዊ ዓውዲ ኮይኑ ይቕጽል። ብባህሊ፡ ግራፋይት ሸት ብተለምዶ ብጽቕጥቕጥ ሞልዲንግ ወይ ልዑል-ናይ ተፈጥሮኣዊ ፍሌክ ግራፋይታይዜሽን ብሙቐት ግራፋይታይዜሽን ይፍጠሩ፡ እንተኾነ ግን እዞም ኣገባባት ውሱን ጽቕጥቕጥን ሓደ ዓይነትን የስዕቡ። ኣብ ዝሓለፈ ዓመታት ተመራመርቲ ዝተፈላለዩ ልብወለዳዊ ሜላታት ምድላው ኣማዕቢሎም እዮም፣ እዚ ድማ ኬሚካላዊ ምትራፍ ተንፋስ (CVD)፣ ፖሊመር ቅድመ-ተኸታታሊ ምቕያር፣ ከምኡ’ውን ስርዓተ-ምትሕውዋስ ሜላታት (ንኣብነት፡ ግራፋይት ኮምፖዚት ምስ ረዚን፡ ብረት፡ ወይ ሴራሚክስ) ዝኣመሰሉ ኣማዕቢሎም እዮም።
ካብዚኦም ቴክኖሎጂ CVD ልዑል-ጽሬት ግራፋይት ፊልምታት ኣብ ትሕተ-ቅርጺ ገጽ ከቐምጥ ይኽእል። ሬሽዮን ሙቐትን ናይቶም ሪኣክታንት ጋዛት (ከም ሚቴን፣ ሃይድሮጅንን ኣርጎንን) ብምቁጽጻር ቁጽሪ ናይ ግራፋይት ንጣብን ዓቐን እኽልን ብትኽክል ክቆጻጸር ይኽእል። ካብዚ ብተወሳኺ ኣብ ከም ፖሊኢማይድ (PI) ዝኣመሰሉ ፖሊመር ቅድመ-ተኸተልቲ መሰረት ዝገበረ ፓይሮላይቲክ ግራፊታይዜሽን እውን ርኡይ ኣቓልቦ ስሒቡ እዩ። እዚ ኣገባብ እዚ ልዑል-ናይ ሙቐት ሕክምና (ልዕሊ 2800 ዲግሪ ) ብምጥቃም ንኦርጋኒክ ንጥረ ነገር ናብ ግራፋይት መዋቕር ካርቦናይዝን ዳግማይ ንምስርዕን ይጥቀም። እቲ ውጽኢት ዝኾነ ግራፋይት ሸት ልዑል ኣንፈትን ብሉጽ ተርማል መተሓላለፊን የርእዩ።
2. ምምሕያሽ ኣፈፃፅማ ስራሕን ምምሕያሽን ምርምር
ናይ ግራፋይት ሸት ኣፈጻጽማ ምምሕያሽ ብቐንዱ ኣብ ተርማል ኮንዳክቲቪቲ፣ ኤሌክትሪካዊ መተሓላለፊ፣ መካኒካዊ ፅንዓትን ናይ ምሕራር ምጽዋርን ዘተኮረ እዩ። ብዛዕባ ተርማል ኮንዳክቲቪቲ ብዝምልከት፡ ተመራመርቲ፡ ምውሳኽ ናይ ግራፋይት ሸት ኣብ መንጎ ንላይየር ዝግበር ኣንፈት (ከም ምጥዋይ-ዝተሓገዘ ኣንፈት) ኣብ-ናይ ፕላን ተርማል መተሓላለፊኦም ብዓቢኡ ከማሓይሽ ከም ዝኽእል ረኺቦም። ናይ ገለ ልዑል ኣንፈት ዘለዎም ግራፋይት ሸት ተርማል ኮንዳክቲቪቲ ካብ 1500 w/(m·k) ሓሊፉ እዩ። ብዛዕባ ኤሌክትሪካዊ መተሓላለፊነት፡ ዶፒንግ ምስ ከም ናይትሮጅንን ቦሮንን ዝኣመሰሉ ባእታታት ወይ ምትእትታው ምዕራፋት መጠናኸሪ ከም ካርቦን ናኖቱብን ግራፊንን ንመጓዓዝያ ኤሌክትሮን ዝያዳ ከማሓይሽ ይኽእል።
ብመንጽር መካኒካዊ ሓይሊ፡ ግራፋይት ሸት ልዑል ናይ ምጽቃጥ ሓይሊ ክውንኑ እንከለዉ፡ ናይ ምትሕንፋጽ ሓይሎምን ተሪርነቶምን ብተዛማዲ ትሑት ኮይኑ፡ ኣብ ጽዕነት ኣጠቓቕሞም ይድርቱ-ዝሓዙ ኣቃውማታት ይድርቱ። ነዚ ንምፍታሕ፡ ተመራመርቲ ከም ካርቦን ፋይበር-ንግራፋይት ኮምፖዚትስን ግራፋይት/ሜታል ኮምፖዚት ሸትስን ዝኣመሰሉ መፍትሒታት ዳህሲሶም ኣለዉ፡ እዚ ድማ ልዑል-ምትሕውዋስ ካልኣይ-ናይ ፌዝ ንዋት ብምትእትታው ሓፈሻዊ መካኒካዊ ባህርያት የዕቢ። ካብዚ ብተወሳኺ ንፍሉይ ኣጠቓቕማ (ከም ኬሚካላዊ መከላኸሊ ምሕራር መከላኸሊ)፣ ናይ ገጽ ምልባስ ቴክኖሎጂታት (ከም ኒኬል ፕላቲንግ፣ ሲክ ሽፋን፣ ወይ ኣል2ሎ2 ሽፋን) ንናይ ግራፋይት ሸት ናይ ምሕራር ተጻዋርነት ንምዕባይ ይጥቀሙ ኣለው።
3. ኣብ ተግባራዊ መተግበሪታት ዝግበር ምዕባለ .
እቲ ፍሉይ ባህርያት ናይ ግራፋይት ሸት ኣብ ዝተፈላለየ ዓውድታት ዋጋ ከም ዘለዎ ገይርዎም ኣሎ። ኣብ ጽላት ጸዓት፡ ልዑል-thermal conductivity ግራፋይት ሸት ኣብ ሊትየም ባትሪ ተርማል ምሕደራ፡ ሴሚኮንዳክተር መሳርሒ ሙቐት ምብታንን ጸሓያዊ ተርማል ምቕያር ስርዓታትን ብሰፊሑ ይጥቀሙ። ንኣብነት፡ ግራፋይት ሸት ከም ዋዒ ዲሲፒሽን ሳብስትሬት ኣብ ኤለክትሪካዊ ተሽከርከርቲ ባትሪ ፓክታት ይጥቀሙ፡ እዚ ድማ ብውጽኢታዊ መንገዲ ናይ ባትሪ ናይ ስራሕ ሙቐት ይንክዮን ዕድመ ባትሪ የናውሕን።
ኣብ ጽላት ኤሌክትሮኒክስ፡ ግራፋይት ሸት፡ ብሰንኪ ብሉጽ ኤሌክትሪካዊ ባህርያቶም፡ ኣብ ተዓጻጻፊ ሰርኪዩት ቦርድታት፡ ኤሌክትሮማግኔቲክ መከላኸሊ ንብረት፡ ከምኡ’ውን ንልዑል-ሓይሊ ኤሌክትሮኒክስ መሳርሒታት ናይ ሙቐት ምብታን ክፍልታት ይጥቀሙ። ብተወሳኺ፡ ምምዕባል ግራፊን-ናይ ግራፋይት ውህደት ሸትስ ንዝቕጽል-ልዑል ወለዶ ልዑል-ፍሪኩዌንሲ ኤሌክትሮኒካዊ መሳርሒታት ክህልዉ ዝኽእሉ መፍትሒታት የቕርብ። ኣብ ኢንዱስትሪ ኬሚካል፡ ግራፋይት ሸት፡ ብሰንኪ ልዑል-ሙቐቶምን ምሕራርን-ተጻዋሪ ባህርያቶም፡ ንርያክተር ላኒንግ፡ ንምዕሻግ ዝኸውን ንብረትን ንልዑል-ሙቐታዊ መጽረዪታትን ምቹእ ምርጫ እዩ።
4. መጻኢ ኣንፈታት መጽናዕቲ
ዋላ እኳ ግራፋይት ሸት ሪሰርች ብዙሕ ምብራር እንተበጽሐ፡ ከም ልዑል ዋጋ ዓቢ-ምፍራይን ኣብ ገለ ጽንኩር ከባቢታት እኹል ምርግጋእን ዝኣመሰሉ ብድሆታት ይርከቡ። ኣብ መጻኢ ዝግበር መጽናዕቲ ኣብዞም ዝስዕቡ መዳያት ዘተኮረ ክኸውን ይኽእል እዩ፤
1. ሓምላይን ትሑትን-ቴክኖሎጂ ምፍራይ ወፃኢ: ምምዕባል ጸዓት-ንኢንዱስትርያዊ ኣተገባብራ ግራፋይት ሸትስ ንምትብባዕ ውጽኢታዊን ስሉጥን መስርሓት ምትእኽኻብ፤
2. ብዙሕ ተግባር ዘለዎ ዝተዋሃሃደ ዲዛይን: ብመንገዲ ውህደት መዋቕራዊ ዲዛይን ተርማል፣ ኤሌክትሪካውን መካኒካልን ባህርያት ምምሕያሽ፤
3. ልዑል ከባብያዊ ምትዕጽጻፍ: ምፅናዕ ነዊሕ-ናይ ግዜ ምርግጋእ ናይ ግራፋይት ሸት ኣብ ትሕቲ ልዑል ሙቐት፣ ሓያል ጨረርታ ወይ ከቢድ ምሕራር፤
4. ምድህሳስ ዝቕልቀሉ ኣፕሊኬሽናት፡ ኣብ ኳንታም ዲቫይስ መዝሓሊ፡ ቴክኖሎጂ ህዋ፡ ከምኡ’ውን ባዮሜዲካል ማተርያላት መተግበሪታት።
ብሓጺሩ፡ ምርምር ግራፋይት ሸት ብቕልጡፍ ይምዕብል ኣሎ። ኣብ ቴክኖሎጂ ምፍራይ፣ ምቁጽጻር ኣፈፃፅማ፣ ከምኡ እውን ተግባራዊ መተግበሪታት ብዝቐፀለ ምብራር፣ ኣብ ልዑል-መወዳእታ ማኑፋክቸሪንግን ስትራቴጂካዊ ዝቕልቀሉ ኢንዱስትሪታትን ዘለዎ ተራ ኣገዳሲ ኮይኑ እናወሰኸ ይኸይድ ኣሎ።
