Det som kan vara den ultimata kylflänsen är bara möjligt på grund av ännu en häpnadsväckande förmåga hos grafen. Den enatomtjocka formen av kol kan fungera som ett mellanland som gör att vertikalt inriktade kolnanorör kan växa på nästan vad som helst.

Det inkluderar diamanter. En diamantfilm/grafen/nanorörstruktur var ett resultat av ny forskning utförd av forskare vid Rice University och Honda Research Institute USA, rapporterade idag i Natures nättidning Vetenskapliga rapporter .

Kärnan i forskningen är uppenbarelsen att när grafen används som mellanhand, ytor som anses oanvändbara som substrat för tillväxt av kolnanorör har nu potential att göra det. Diamant råkar vara ett bra exempel, enligt Rice material forskaren Pulickel Ajayan och Hondas chefsforskare Avetik Harutyunyan.

Diamant leder värme mycket bra, fem gånger bättre än koppar. Men dess tillgängliga yta är mycket låg. Till sin natur, en atoms tjock grafen är all yta. Detsamma kan sägas om kolnanorör, som i princip är ihoprullade rör av grafen. En vertikalt anpassad skog av kolnanorör odlade på diamant skulle sprida värme som en traditionell kylfläns, men med miljontals fenor. En sådan ultratunn array kan spara utrymme i små mikroprocessorbaserade enheter.

"Vidare arbete längs dessa linjer skulle kunna producera sådana strukturer som mönstrade nanorörsmatriser på diamant som kan användas i elektroniska enheter, ", sa Ajayan. Grafen och metalliska nanorör är också mycket ledande; i kombination med metalliska substrat, de kan också ha användningsområden i avancerad elektronik, han sa.

För att testa sina idéer, Honda-teamet odlade olika typer av grafen på kopparfolie genom standard kemisk ångavsättning. De överförde sedan de små grafenarken till diamant, kvarts och andra metaller för vidare studier av Rice-teamet.

De fann att endast enskiktsgrafen fungerade bra, och ark med ringar eller rynkor fungerade bäst. Defekterna verkade fånga och hålla de luftburna järnbaserade katalysatorpartiklarna från vilka nanorören växer. Forskarna tror att grafen underlättar tillväxt av nanorör genom att hålla katalysatorpartiklarna från att klumpa sig.

Ajayan tror att den extrema tunnheten av grafen gör susen. I en tidigare studie, rislabbet hittade grafen visar att material belagda med grafen kan bli blöta, men grafenet ger skydd mot oxidation. "Det kan vara en av de stora sakerna med grafen, att du kan ha en icke-invasiv beläggning som behåller substratets egenskaper men tillför värde, ", sa han. "Här tillåter den den katalytiska aktiviteten men stoppar katalysatorn från att aggregera."

Tester visade att grafenskiktet förblir intakt mellan nanorörskogen och diamanten eller annat substrat. På ett metalliskt underlag som koppar, hela hybriden är mycket ledande.

Sådan sömlös integration genom grafengränssnittet skulle ge lågt kontaktmotstånd mellan strömavtagare och de aktiva materialen i elektrokemiska celler, ett anmärkningsvärt steg mot att bygga högeffektiva energienheter, sa Rice-forskaren och medförfattaren Leela Mohana Reddy Arava.