Графит кягъыт, янъы карбон- эсасында япылгъан материал табиий графит я да юксек ёнелишли пиролитик графит (ОПГ) махсус эксфолиация ве басув джерьянындан япыла. О, графитнинъ электрик кечиримлилигини, термик кечиримлилигини ве химиявий тургъунлыгъыны кягъытнынъ енгильлиги, инджелиги ве эгильмесинен бирлештире. Онынъ яратылмасы тек материаллар илиминде эмиетли бир сынъыр дегиль, энергия, электроника ве этраф муит киби сааларда терен къулланув потенциалыны да косьтере, технологик янъылыкъларны идаре эте ве ильмий анълавны теренлештире.
1. Къурулышта ве чалышувда ильмий бозув: Микродан Макрогъа координациялы оптимизация
Графит кягъытнынъ ильмий эмиети биринджи невбетте онынъ микроструктура ве макроскопик хусусиетлер арасындаки уникаль синергиясында акс олуна. Адеттеки графит материаллары эксериетле джыйма я да тоз шеклиндедир, шунынъ ичюн оларны догърудан-догъру енгильлик ве эгильме талап этмек ичюн къулланмаларда къулланмакъ къыйын ола. Лякин графит микролистлерининъ къатламларара джыймасыны идаре этип (адет узьре, базы sp2 гибридлештирильген углерод къатламларынынъ тертипли къурулышыны) графит кягъытлары эки- ольчюли нанолистлерден макроскопик континуумгъа хач- ольчюли нанолистлернинъ хачлы- шкаласына ирише. Онынъ типик къалынлыгъы тек 0,05-1 мм, онынъ сыкълыгъы тахминен 2,1-г/см3 (графитнинъ назарий сыкълыгъына якъын). Лякин о, 1000-3000 В/(м·К) (бир къатлы графеннен тенъештириле биле), 10⁵-10⁄/м (бакъырнынъ 80%-ге якъын), мукеммель химиявий инертлик (экшилик ве алкалий къаршылыгъы ве оксидленюв къаршылыгъы) олгъан 1000-3000 В/(м·К) 1000-3000 В/(м·К) адлы термик кечиримлилигинен макътана. Енъиль, юксек кечиримлиликнинъ ве тургъунлыкънынъ бу комбинациясы аньаневий материалларнынъ табиий чалышув компромисслерини енъе, энергия ёллавында иссилик идареси сынавларыны чезмек ве электрон махсулатларда эгильмели электрик кечиримлилигине олгъан ихтияджны темин этмек ичюн эсас маддий эсасны теминлей.
2. Энергия секторында янъылыкълар: термотехниканы яхшылаштырув ве энергетика сакълавнынъ семерелилигини яхшылаштырмакъ
Энергия технологияларында тез инкишафларнынъ фонунда графит кягъытынынъ эсас къыймети биринджи невбетте термик идаре этмекте акс олуна. Юксек-} къувет сыкълыгъынынъ кениш таркъалувы иле (5G база станциясынынъ чиплери ве янъы энергия автомобиль батареялары киби), локализациялангъан зияде къызув себебинден пейда олгъан хавфсызлыкъ вакъиалары буюк бир тар боюнгъа чевирильди. Графит кягъыт, озь ультра-000-де термик кечиримлиликнен ультра- юксек олгъан, макъсатлы шекильде сыджакъны эффектив шекильде кечире (меселя, интермальнинъ интерклаерге перпендикуляр ёнелишиндеки термик кечиримлилик тек 10 В/(м·К) якъындыр, о исе in in-plane ёнелишинде бир къач бинъге ете биле). Бу исе оны батареялы термик диффузия къатламларында (Тесланынъ 4680 батареясында графит иссилик диссипациясы пленкасы киби) ве светодиод чиплери ичюн иссилик диссипация субстратлары оларакъ кенъ къулланылгъан эте. Эксперименталь малюматлар литий батарея модульлерине графит кягъыт буфер къатламыны къошмакъ заряд вакътында максималь араретни 15-20 градускъа эндирмек ве девирнинъ омюрини 30%-ден зияде узатмакъ мумкюн олгъаныны косьтере.
Энергияны сакълав алетлеринде де график кягъыт пек муим роль ойнай. Суперконденсаторлар ичюн эгильмели электрод материалы оларакъ, онынъ юксек кечиримлилиги юзлерара къаршылыкъны эксильте (аньаневий фаальлештирильген углерод электродларындан 50%-тен зияде эксик). Онынъ къатламлы къурулышы ионлар ичюн тез эки--ольчюли диффузия ёлларыны бере (Li⁺ ве Na⁺ киби), бу исе, бурюшик олгъанда биле, ильк емкостьнинъ 90%-ден зиядесини сакълап къалмагъа имкян бере. Даа дикъкъаткъа ляйыкъ шей, графит кягъыт къатты--де электролит зарлары ичюн ярдымджы субстрат оларакъ хызмет эте биле. Юзь функционализациясы (сульфон кислотасы группаларынынъ кирсетильмеси киби) литий маден батареяларында литий ионларынынъ бир тюрлю ерлешювини къуветлештире биле, дендритнинъ осьмесини ингибирлей ве, бойлеликнен, батареянынъ хавфсызлыгъыны юксельте биле.
3. Электрониканы къуветлештирген ве сезюв технологиялары: Эгилимли электроника ичюн корнерстоп материалы
Эгильмели электрон махсулатларнынъ тез инкишафы (къокълангъан датчиклер ве джыйыла бильген экранлы сенсорлы экранлар киби), аньаневий къатты кечириджи материаллар (маден пленкалары ве индиум къалай оксиди (ИТО) киби) бу талапларны оларнынъ къыскъалыгъы ве эгильмелилиги себебинден къаршылап оламайлар. Графит кягъытнынъ эгильме ве кечиримлилигининъ экилик хусусиетлери оны идеаль альтернатива япа: о, кечиримлиликнинъ гъайып олувы олмадан 100-ден зияде эгильмеге (1мм-ден эксик олгъан эгри радиусынен) къаршы турмакъ мумкюн, ве адий ишлев вастасынен (кесюв ве перфорация киби) эр бир шекильге шекилленмек мумкюн. Меселя, эгильмели штамм датчиклеринде графит кягъыт эластик полимерлернен ибарет олып, онынъ электрик къаршысындаки денъишмелерге сезимлилигини ричагнен къуллана (сезгили коэффициент (ГФ) 5–10), бу исе юксек адымлы деформацияларнынъ (инсаннынъ пульс ве бугъум арекети киби) юксек- догъру мониторингини темин эте. Электрон тери саасында графит кягъытлары- эсасында сенсорлар -20 градускъадже 150 градускъадже кениш арарет диапазонында тургъун чалышып ола, бу биомиметик роботларда тактиль кери багъланув ичюн эсас техникий ярдымны темин эте.
4. Этраф муит ве тургъун илимде потенциаль къыймет .
Графит кягъытнынъ ильмий эмиети де этраф муитни къорчалавгъа таркъала. Онынъ хаммал, графит, Ернинъ къабукъында расткельген бол углерод материалыдыр (глобаль табиий графит запаслары 300 миллион тоннадан зияде). Бундан да гъайры, истисал джерьяны къалдыкълар графит электродларыны (чешитликтен япылгъанлары киби), ресурсларны гъайрыдан къулланувгъа иришмеге имкян бере, ешиль химия принциплерине коре. Бундан да гъайры, графит кягъытнынъ порлы къурулышы (онынъ порозлылыгъыны идаре этильген оксидленюв-редукцион джерьяны вастасынен тюзетмек мумкюн) онъа агъыр маден ионлары ве органик боя киби кирлетиджилер ичюн мукеммель адсорбция перформансыны косьтермеге имкян бере. Экспериментлер бойле косьтерди ки, амино-функционализациялангъан графит кягъыты Pb20 ичюн 280 мг/г адсорбция къабилиетине ирише биле, бу исе активлештирильген углероднынъ (тахминен 100 мг/г) эмиетли дереджеде зиядедир. Узакъ муддетли перспективада, темсилий углерод- эсасында функциональ материал оларакъ, графит кягъытында углекислота нейтраллигине иришмеге ёнельген «углерод-to- карбон» технологиялары (углекислый газнынъ адсорбциясы ве конверсиясы киби) янъы материал платформасы бериле.
Графит кягъытнынъ ильмий эмиети тек онынъ сынъырсыз чыкъышында дегиль де, «копюр материалы» оларакъ озь ролюнде дедир: эсас араштырма ве муэндислик къулланмаларыны копюрлемек: микрошкаладаки эки- ольчюли углерод материалынынъ джыйма шекиллерини ачыкъламакътан башлап, макросольликте энергия, электроника ве экологик технологиялардаки янъылыкъларны тешвикъат этмекке къадар. Азырлыкъ джерьянларынынъ оптималлаштырылмасы (химиявий був ерлешмеси (CVD) ярдымынен буюк адымлы-3eare графит кягъытларынынъ догърудан-догъру осьмесинен ве функциональ конструкциядаки илеридеки илеридеки илерилевлер (меселя, азот я да бор атомларынен допинг ёлунен электрон къурулышнынъ модуляциясы киби), графит кягъыт озь къулланма сынъырларыны кенишлетмеге девам этеджеги ве дёртюнджи индустриаль инкъиляпны дестеклеген эсас эсас материаллардан бири оладжагъы беклениле.
