KR102621584B1 - 고전도율 그래핀-금속 복합물 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 기술의 실시예들은 그래핀-금속 복합물들을 포함한다. 예시적인 그래핀-금속 복합물은, 다공성 금속 폼 기질, 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 그래핀 층, 그래핀 층 상에 적용된 금속 층, 및 금속 층 상에 증착된 다른 그래핀 층을 포함하는 그래핀-금속 복합물을 포함하며, 다층화 다공성 금속 폼 기질은 그래핀-금속 복합물을 형성하기 위하여 압축된다.
Description
본 기술은 전반적으로 제조 방법들에 관한 것으로서, 더 구체적으로 그렇지만 비제한적으로, 열 및 전기 전달 속성들을 증가시키기 위한 압축이 이어지는 다공성 금속 폼(foam) 상에 증착된 그래핀 또는 스테이넨과 같은 재료들로부터 상당한 열 및 전기 전달 속성들을 제공하기 위한 그래핀-금속 복합물 또는 스테이넨-금속 복합물을 생성하는 방법들에 관한 것이다.
본 기술의 실시예들은: 다공성 금속 폼 기질(substrate) 및 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 그래핀 층을 포함하는 그래핀-금속 복합물을 포함하며, 그래핀을 갖는 다공성 금속 폼 기질은 그래핀-금속 복합물로 압축된다. 본 기술의 다른 실시예는: 다공성 금속 폼 기질 및 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 스테이넨 층을 포함하는 스테이넨-금속 복합물을 포함하며, 스테이넨을 갖는 다공성 금속 폼 기질은 스테이넨-금속 복합물로 압축된다.
일부 실시예들에 있어서, 그래핀-금속 복합물 또는 스테이넨-금속 복합물은, 다공성 금속 폼 기질 상에 그래핀 또는 스테이넨을 증착하는 단계, 및 그래핀-금속 복합물 또는 스테이넨-금속 복합물을 형성하기 위하여 그래핀 또는 스테이넨을 갖는 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 그래핀 또는 스테이넨은 화학 기상 증착에 의해 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된다.
본 기술의 다른 실시예들은: 다공성 금속 폼 기질; 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 그래핀 층; 그래핀 층 상에 적용(apply)된 금속 층; 및 금속 층 상에 증착된 다른 그래핀 층을 포함하는 그래핀-금속 복합물을 포함하며, 다층화(multilayered) 다공성 금속 폼 기질은 그래핀-금속 복합물을 형성하기 위하여 압축된다. 본 기술의 다른 실시예들은: 다공성 금속 폼 기질; 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 스테이넨 층; 스테이넨 층 상에 적용된 금속 층; 및 금속 층 상에 증착된 다른 스테이넨 층을 포함하는 스테이넨-금속 복합물을 포함하며, 다층화 다공성 금속 폼 기질은 스테이넨-금속 복합물을 형성하기 위하여 압축된다.
일부 실시예들에 있어서, 그래핀-금속 복합물 또는 스테이넨-금속 복합물은, 다공성 금속 폼 기질 상에 그래핀 또는 스테이넨의 층을 증착하는 단계; 그래핀 또는 스테이넨의 층의 상단 상에 금속의 층을 적용하는 단계; 금속의 층 상에 그래핀 또는 스테이넨의 다른 층을 증착하는 단계; 및 그래핀-금속 복합물 또는 스테이넨-금속 복합물을 형성하기 위하여 다층화 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
도 1a는 니켈 폼 기질의 SEM(scanning electron microscope; 주사 전자 현미경) 현미경 사진이다.
도 1b는 니켈 폼과 같은 개방-셀(open-cell) 금속 폼 기질을 도시하는 개념도이다.
도 2는 그래핀의 화학 구조를 예시한다.
도 3은 예시적인 개방-셀 그래핀-금속 복합물을 형성하기 위한 개방-셀 금속 폼 기질 내의 그래핀의 화학 기상 증착의 결과를 보여주는 개념도이다.
도 4는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 제조 프로세스의 일 예를 예시한다.
도 5는 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀-금속 복합물을 제조하는 예시적인 방법을 예시하는 순서도이다.
도 6은 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 향상된 그래핀을 갖는 클래드(clad) 재료의 일 실시예의 단면도이다.
도 7은 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀을 가지고 향상된 롤 본딩된(roll bonded) 니켈 및 구리 호일의 일 실시예의 단면도이다.
도 8은 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 프레임 내로의 향상된 니켈 폼의 다이 캐스팅(die casting)을 예시한다.
도 9는 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀-금속 복합물을 제조하는 다른 예시적인 방법을 예시하는 순서도이다.
도 10은 본 기술의 측면들을 구현하기 위하여 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 개략도이다.
도 1b는 니켈 폼과 같은 개방-셀(open-cell) 금속 폼 기질을 도시하는 개념도이다.
도 2는 그래핀의 화학 구조를 예시한다.
도 3은 예시적인 개방-셀 그래핀-금속 복합물을 형성하기 위한 개방-셀 금속 폼 기질 내의 그래핀의 화학 기상 증착의 결과를 보여주는 개념도이다.
도 4는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 제조 프로세스의 일 예를 예시한다.
도 5는 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀-금속 복합물을 제조하는 예시적인 방법을 예시하는 순서도이다.
도 6은 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 향상된 그래핀을 갖는 클래드(clad) 재료의 일 실시예의 단면도이다.
도 7은 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀을 가지고 향상된 롤 본딩된(roll bonded) 니켈 및 구리 호일의 일 실시예의 단면도이다.
도 8은 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 프레임 내로의 향상된 니켈 폼의 다이 캐스팅(die casting)을 예시한다.
도 9는 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀-금속 복합물을 제조하는 다른 예시적인 방법을 예시하는 순서도이다.
도 10은 본 기술의 측면들을 구현하기 위하여 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 개략도이다.
다음의 설명에 있어서, 설명 및 비제한적인 목적들을 위하여, 특정 실시예들, 절차들, 기술들 등과 같은 특정 세부사항들은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 기술된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부사항들로부터 벗어나는 다른 실시예들에서 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.
본 개시는 그래핀-금속 복합물들, 스테이넨-금속 복합물들, 및 제조 방법들에 관한 것이다. 그래핀은 가장 강한 재료이며, 최상의 전기 전도체이고, 매우 경량이다. 그래핀은, 전기 구동 자동차들에 대한 배터리들, 정수 필터들에 대한 필터 재료, 가전 기기들에 대한 구부릴 수 있는 LCD 스크린들, 나노전자제품들, 또는 상용 항공기들에 대한 경량 몸체 패널들과 같은 다양한 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 그래핀 및 성분들, 및 그래핀을 통합하는 시스템들에 대한 생산 기술들이 급속하게 성장하고 있다.
스테이넨은 초박 초전도체이다. 스테이넨은 속도 및 에너지 효율을 개선하기 위하여 중요 접합부(critical junction)에서 컴퓨터 칩들 내에 통합될 수 있다.
그래핀이 단지 1 탄소 두께의 탄소 원자들의 2 차원 층이며 스테이넨이 플루오린 원자들을 첨가할 수 있는 주석 원자들의 2 차원 단일 층이기 때문에, 그래핀 및 스테이넨은 큰 표면 대 체적 비율들을 가지며 이들이 이렇게 얇기 때문에 매우 적은 용량(capacity)을 갖는다. 그러나, 그래핀이 열을 매우 효율적으로 전달하기 때문에, 열을 발산시키기 위한 열 히트 싱크(thermal heat sink)로서 그래핀을 사용하는 것이 바람직하다. 그래핀이 그래핀의 다른 층 상에 계층화될 때, 이는 대단히 깨지기 쉬우며 덜 전도성인 흑연을 형성한다. 그래핀의 열 및 전기 용량을 증가시키는 문제를 해결해야 할 필요성이 존재한다. 중원자 주석으로 구성된 스테이넨은 위상 절연체(topological insulator)일 수 있으며, 실온 이상에서 전자들의 전달에 있어서 100% 효율일 수 있다. 또한, 주석 구조에 플루오린 원자들을 첨가함으로써, 스테이넨은 물의 끓는 점 근처에서 초 전도성일 수 있다.
본 기술에 있어서, 그래핀은, 예를 들어, 화학 기상 증착에 의해 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된다. 스테이넨과 같은 대안적인 재료들이 본 기술의 전체에 걸쳐 그래핀 대신에 사용될 수 있다. 비제한적으로 니켈 폼 및 구리 폼을 포함하는 임의의 금속 폼이 본 기술에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 화학 기상 증착은 그래핀을 가지고 니켈 폼 내의 금속 브리지(bridge)들 및 내부 공동(void)들을 코팅할 수 있다. 압축력을 가지고 그래핀으로 증착된 니켈 폼을 압축함으로써, 이에 걸쳐 전류가 이동하기 위한 평평한 그래핀 매트릭스를 갖는 그래핀-금속 복합물이 생성된다. 심지어 압축 이전에도, 그래핀의 추가적인 층들이 증착될 수 있지만, 그래핀은 흑연을 형성하도록 탄소 원자들 상에 직접적으로 증착될 수는 없다. 대신에, 구리, 니켈, 팔라듐, 금, 또는 임의의 다른 금속과 같은 금속의 층은, 그래핀의 다른 층이 금속의 상단 상에 성장되도록 하기 위하여 임의의 다른 도금 메커니즘에 의해 또는 그래핀 위에 플래시 코팅(flash coat)될 수 있으며, 희망되는 수의 그래핀의 층들이 증착된 이후에 압축이 이어진다. 일부 실시예들에 있어서, 그래핀 또는 스테이넨으로 향상된 다공성 금속 폼은 열, 전기, 및 차폐 속성들을 증가시키기 위하여 광 섬유에서 사용될 수 있다.
본 기술의 이러한 그리고 다른 이점들이 집합적인 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
이제 니켈 폼의 일 실시예를 집합적으로 예시하는 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 도 1a는 형성된 니켈의 예시적인 마이크로구조를 도시하는 SEM 현미경 사진이다. 도 1b는 개방-셀 금속 폼 기질을 도시하는 개념도이다. 개방-셀 금속 폼은, 개별적인 셀들이, 예를 들어, 거품-형 구조에서 자급(self-contain)될 수 있는 폐쇄-셀 구조와는 대조적으로 셀들의 내부 표면들이 이웃 셀들로부터 액세스될 수 있는 복수의 셀들에 의해 형성되는 구조를 지칭한다. 도 1b의 개방-셀 금속 폼 구조(100)는 공동 공간들(120)을 가지고 형성된 금속 폼(110)을 포함한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 개방-셀 금속 폼 구조(100)는 니켈로 구성된다. 니켈 폼은 매우 높은 공극률을 갖는 저 밀도 투과성 재료이다. 니켈 폼은, 예를 들어, 체적으로 70% 내지 98% 범위의 넓은 공극률 범위 내에서 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 본 기술에서 사용되는 니켈 폼의 공극률은 체적의 적어도 95% 이상이 공극 공간들로 구성된다.
일부 실시예들에 있어서, 본 기술에서 사용되는 니켈 폼은, 예를 들어, 화학 기상 증착(CVD)에 의해 폴리우레탄 폼을 니켈 금속으로 코팅함으로써 생산될 수 있다. 니켈-코팅된 폴리우레탄 폼은 폴리머 기질을 제거하기 위하여 가열되며, 이는 최종 산물로서 다공성 니켈을 남긴다. 공극(pore) 크기는 폴리머 템플릿(polymer template)의 공극 크기에 의해 결정된다. CVD 프로세스는, CVD 프로세스가 니켈의 넓은 범위의 두께들에 걸쳐 폴리머 기질 상에 니켈의 균일한 3-D 분포를 가능하게 한다는 점에 있어서 고유하다. 니켈의 두께는 도금 챔버 내부에서의 체류 시간에 의해 결정된다.
도 2는 그래핀의 화학 구조를 예시한다. 그래핀은, 대단히 바람직한 물리적 속성들을 갖는 6각형 벌집 격자로 배열된 탄소의 2 차원 시트이다. 그래핀은 표 1의 다른 재료들에 비하여 1000 GPa의 영률을 갖는 가장 강한 재료이고, 이는 여전히 매우 가요성이며, 상당히 안정적이고, 기계적으로 탄력적이다. 그래핀은 또한 임의의 형상의 표면, 평평하거나 또는 불규칙한 표면 상으로 전달될 수 있다. 그래핀은 또한 표 1의 다른 재료들에 비하여 5020 W/m*K의 이론적 전도율을 갖는 최상의 전도체이며, 그래핀은 열을 매우 효율적으로 전달한다. 단일 원자 층 두께인 그래핀은 큰 표면 대 체적 비율을 가지지만; 그러나, 그래핀의 얇음이 매우 작은 용량을 야기한다.
그래핀의 격자 구조 상의 변형들을 포함하는 다른 탄소 동소체들은 흑연, 다이아몬드, 및 탄소 나노튜브들이다. 흑연은 서로의 상단 상에 적층된 그래핀의 다수의 층들을 포함한다. 탄소 원자들의 각각의 층이 단단하게 결합되지만, 판데르발스 결합들로서 알려진 약한 결합들만이 층들 사이에 존재한다. 이러한 약한 판데르발스 결합들은 층들이 측방으로 슬라이드하는 것을 가능하게 하며, 이는 흑연을 미끄럽고 깨지기 쉽게 만든다. 표 1에서 보여지는 바와 같이, 그래핀의 전도율은 흑연의 전도율의 거의 3배 이상일 수 있다.
다이아몬드는 순수한 탄소의 가장 안정적인 형태이다. 그것의 4면체 격자 구조(tetrahedral lattice structure)를 달성하기 위한 2가지 방식들, 즉 매우 높은 압력 및 높은 온도 또는 화학 기상 증착이 다이아몬드들을 만들기 어렵게 한다. 다이아몬드는 그래핀보다 약 15배 더 조밀하지만, 그래핀은 표 1에서 설명되는 바와 같이 유사한 영률을 가지고 더 높은 인장 강도를 갖는다.
탄소 나노튜브들은 튜브로 성장된 그래핀의 층들이다. 탄소 나노튜브들이 단지 나노미터들의 직경들을 가질 수 있지만, 탄소 나노튜브들은 길이에 있어서는 밀리리터들까지 성장할 수 있다. 탄소 나노튜브들은 그래핀과 같은 고전도율을 갖는 가장 강한 섬유들 중 하나이다. 일부 탄소 나노튜브들은 1.3 내지 3 나노미터의 직경들을 가지며, 이들은 극히 미세하고 니켈 폼 내의 최소 공동들보다 훨씬 더 작다. 그래핀의 단일 층들과는 달리, 탄소 나노튜브들은 전통적인 실리콘 트랜지스터들보다 3배 더 적은 전력을 사용하여 스위치 온 및 오프할 수 있다.
표 1. 다양한 재료들의 강도 속성들 및 열 전도율.
도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 배열된 개방-셀 그래핀-금속 폼(300)을 형성하기 위한 개방-셀 금속 폼 기질(110) 내의 그래핀의 화학 기상 증착의 결과를 보여주는 개념도이다. 그래핀 층(310)은 그래핀-금속 폼(300)을 형성하기 위하여 CVD 프로세스에 의해 금속 폼(110) 상에 증착될 수 있다. 예를 들어, 그래핀 층(310)은 금속 폼 공동 공간들(120) 내의 금속 폼(110)의 내부 표면들 상에 증착될 수 있으며, 이는 그래핀-금속 폼 공동 공간들(320)을 야기한다.
도 4에 예시된 CVD 프로세스는 CVD에 의해 그래핀을 형성하기 위하여 임의의 적절한 재료들 및 조건들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 내부 튜브(410) 및 외부 튜브(420)를 포함하는 밀봉된 중심 챔버 내에서, 메탄(CH4) 및 수소(H2)와 같은 적어도 2개의 가스들은, 적어도 2개의 가스들이 중심에서 소용돌이로 만날 수 있도록 흐르게 될 수 있다. 니켈 폼과 같은 금속 폼 기질(430)의 롤(roll)이 밀봉된 챔버를 통해 전달될 수 있다. 금속 폼 기질(430)의 롤이 어닐링(annealing) 구역(440)에서 밀봉된 중심 챔버 내부에서 가열되고 메탄 가스가 내부 튜브(410)를 통해 흐르며 수소 가스가 외부 튜브(320)를 통해 흐름에 따라, 수소가 금속 폼 기질(430)의 롤의 공동들 및 표면과 메탄 사이의 반응을 촉진시키고, 이는 메탄으로부터의 탄소 원자들이 금속 폼 기질(430)의 공동들 상에 그리고 공동들 내에 증착되게끔 한다. 일단 탄소 원자가 금속 기질의 표면 상의 위치를 점유하면, 이는 다른 탄소들을 측면으로 밀어서 탄소의 1 원자 두께 층을 생성한다. 밀봉된 중심 챔버가 성장 스테이지(450)에서 빠르게 냉각됨에 따라, 증착된 탄소 층이 금속 폼 기질(430) 상에 연속적인 그래핀 층으로 결정화되며, 증착된 탄소 층은 벌크(bulk) 흑연으로 응집하는 것이 방지된다. 일부 실시예들에 있어서, 페이아웃(payout) 및 테이크 업(take up) 메커니즘이 밀봉된 중심 교환기(changer)를 통해 금속 폼 기질(430)을 움직이며, 이는 그래핀(460)으로 증착된 금속 폼 기질의 롤을 야기한다.
금속 폼 기질 상의 그래핀의 CVD는 속이 찬 금속 필름 상에 증착되는 그래핀의 단일 층에 비하여 그래핀으로 코팅되는 훨씬 더 넓은 표면적을 제공한다. 예를 들어, 그래핀으로 코팅되는 속이 찬 니켈 필름의 1 인치 x 1 인치 x 0.003 인치의 피스는 면(side) 당 그래핀의 2개의 층들을 가질 수 있으며, 이는 2개의 층들에 기초하여 면 당 46 x 1015개의 원자들 및 0.0000000078 인치의 두께일 것이다. 원자들의 양에 기초하여, 그램 단위의 그래핀 중량이 계산될 수 있다. 유사하게, 압축 이전의 니켈 폼의 1 인치 x 1 인치 x 0.062 인치 두께의 피스 상에 증착되는 원자들의 중량은 금속 폼의 공극률에 기초하여 계산될 수 있다.
도 5는 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀-금속 복합물을 제조하는 예시적인 방법을 예시하는 순서도이다. 도 5는 그래핀-금속 복합물을 제조하기 위한 방법(500)을 예시한다. 단계(510)에서, 방법(500)은 다공성 금속 폼 기질 상에 그래핀을 증착하는 단계에 의해 시작한다. 일부 실시예들에 있어서, 다공성 금속 폼 기질은 니켈 폼이며, 여기에서 니켈 폼은 적어도 95% 또는 그 이상의 높은 공극률을 갖는다. 다양한 실시예들에 있어서, 그래핀은 도 4에서 설명된 화학 기상 증착 프로세스에 의해 니켈 폼 상에 증착될 수 있다.
그래핀을 생산하기 위하여 다양하고 상이한 방법들이 또한 사용될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 그래핀은, 흑연을 정제하고 탄소 원자들을 나노-구조형 구성으로 재성형하고 재형성하도록 가열하기 위하여 화학물질들을 사용함으로써 화학적으로 합성될 수 있으며, 이는 니켈 폼 상에 부가되는 시트들로 프로세싱되거나 또는 탄소 나노튜브들로 프로세싱될 수 있다. 탄소 나노튜브 로프들은 금속 표면에 걸쳐 흐르는 가열된 탄소-풍부 가스 및 촉매 재료를 사용하여 금속 폼의 다공성 구조 전체에 걸쳐 성장될 수 있다. 이러한 탄소 나노튜브들이 금속 폼 내의 공동들을 점유할 것이며, 탄소 나노튜브들의 희망되는 양이 생성될 때, 폼이 압축되어 재료들을 통한 열적 및 전기적 슈퍼 하이웨이(super highway)를 남길 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그래핀은 초음파 조사를 사용하여 흑연으로부터 생성될 수 있다. 흑연이 희석된 유기 산, 알코올, 및 물의 혼합물에 첨가되며, 혼합물이 초음파 조사에 노출된다. 산은 판데르발스 결합들에 의해 함께 그래핀 시트 헤드(head)를 분리하며, 이는 물에 분산된 많은 양의 손상되지 않은 고-품질의 그래핀을 야기한다.
도 6에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 그래핀-향상된 니켈 폼(602)이 구조적 재료(604)의 표면에 롤 본딩될 수 있으며, 이는 열 및 전기 도관이 구조적 재료를 통과하는 것을 가능하게 하기 위해 미리-스탬핑된(pre-stamped) 개구부들을 충전한다. 이는 열, 전기, 및 차폐 속성들이 동일-평면 방향뿐만 아니라 평면을 통과하는 경로로 이동하는 것을 가능하게 할 것이며, 따라서 질량에 더 많은 용량을 부가하고 슈퍼 도관으로서 역할할 수 있는 복합물의 능력을 증폭시킬 것이다. 구조적 부재를 그래핀-향상된 폼에 롤 본딩하기 이전에 구조적 부재 내에 릴리프(relief) 영역들을 가짐으로써, 금속 폼 복합물을 통해 디바이스 밖으로 그리고 구조적 부재를 통해 열을 발산시키는 것을 돕는 열 경로들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 모든 목적들을 위해 그 전체가 본원에 참조로서 통합되는 "Multiple Layered Alloy / Non Alloy Clad Materials and Methods of Manufacture"라는 명칭으로 2015년 10월 06일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제14/876,733호를 참조하라. 본 출원은 롤 본딩된 클래드 재료의 추가적인 실시예들을 개시한다.
도 7에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에 따르면, 그래핀으로 코팅된 구리 호일(702)의 층들이 롤 본딩될 수 있다. 예를 들어, 0.003 인치 두께의 롤 본딩된 재료는 각기 0.0004 인치 두께의 니켈(702)의 2개의 외부 층들 및 니켈(702)의 층들 사이에 6개의 0.0004 인치의 구리(704)의 층들을 포함할 수 있다. 니켈 호일(702)의 2개의 층들의 외부를 코팅하는 것이 그래핀의 8개의 층들을 산출하며, 그래핀의 12개의 더 많은 층들이 6개의 구리 층들(704)에 부가되어, 0.03 인치의 롤 본딩된 재료 내에 총 그래핀의 20개의 층들을 제공한다. 일부 실시예들에 있어서, 그래핀은 니켈, 구리, 주석 또는 임의의 다른 금속의 얇은 시트들 상에 성장될 수 있다. 성장 프로세스 이후에, 얇은 금속 시트들이 클래딩 프로세스에 의해 함께 원자적으로 결합된다. 결과적인 복합물은 금속 및 그래핀의 다수의 층들을 가지며, 이는 질량(mass)에 더 많은 용량을 부가하여 복합물의 더 큰 열, 전기, 및 차폐 속성들을 가능하게 한다.
다른 실시예들에 있어서, 금속들, 열 플라스틱(thermal plastic)들, 또는 전도성 탄성중합체들이 니켈 폼의 공동들 내로 3D 프린팅될 수 있다. 사출 몰딩, 압축 몰딩, 및 다이 캐스팅은 열 플라스틱들 또는 금속들을 니켈 폼의 표면 상으로 또는 이의 공동들 내로 도입하는 추가적인 방법들이다. 예시적인 실시예들에 따르면, 열 경로들이 니켈 폼의 특정 영역들에 선택적으로 부가될 수 있으며, 이는 선택된 영역을 전도성으로 만들고 반면 다른 특정 영역들은 니켈 폼 내에서 절연되도록 선택될 것이다. 열 경로들의 선택적 부가 이후에, 니켈 폼이 압축될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 금속 폼 기질 상에 증착된 적어도 하나의 그래핀의 층을 가질 수 있는 향상된 그래핀-니켈 폼(802)은, 도 8에 도시된 바와 같이 알루미늄 모바일 폰 프레임, 임의의 알루미늄 프레임, 아연 프레임, 플라스틱 프레임, 또는 임의의 재료의 프레임과 같은 프레임(804) 내로 다이 캐스팅되거나 또는 사출 몰딩될 수 있다. 알루미늄 케이싱(804) 내로의 니켈 폼(802)의 다이 캐스팅 이후에, 니켈 폼(802)과 알루미늄 케이싱 사이에 아주 약간의 응력이 존재할 것이다. 그런 다음, 니켈 폼(802)은, 폼의 표면을 균일하고 평평하게 그리고 다이 캐스트 프레임(804)에 평행하게 유지하면서 0.1 mm 내지 0.45 mm의 두께까지 압축될 수 있다.
단계(520)에서, 그래핀으로 증착된 금속 폼 기질은 임의의 희망되는 압축 수단을 사용하여 희망되는 레벨의 두께까지 압축된다. 일부 실시예들에 있어서, 그래핀으로 증착된 금속 폼 기질이 압축되어 금속 폼 기질 내의 공동들을 실질적으로 폐쇄하고 그래핀을 갖는 금속 폼 기질을 비-압축된 금속 폼 기질의 두께보다 더 얇게 만든다. 예를 들어, 0.200 인치의 두께를 갖는 니켈 폼이 CVD에 의해 그래핀으로 코팅될 수 있다. 그런 다음, 코팅된 니켈 폼은 비-압축된 니켈 폼의 두께보다 12배 더 얇은 0.010 인치의 두께를 갖는 그래핀-니켈 복합물을 형성하기 위하여 롤링되거나 또는 압축된다. 다양한 실시예들에 있어서, 소정의 양의 압축이 그래핀-금속 복합물의 탄성 속성들을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
그래핀-니켈 복합물은, 복합물이 그래핀의 단일 층보다 40배 더 효율적이 되도록 니켈 폼 내부에 그래핀의 매트릭스를 포함한다. 니켈 폼의 속성들이 압축에 의해 놀랍게 향상되며, 이는 열 및 전기 도관을 생성한다. 그래핀이 탄력적이고 신축성이기 때문에, 그래핀이 압축될 수 있다. 그러나, 그래핀은 (산소의 존재 하에서 700℃ 이상의) 높은 열을 겪어야만 하며, 그렇지 않으면 이는 분해되어 이산화탄소로 변환될 것이다. 또한, 그래핀은 세라믹만큼 부서지기 쉬우며 갈라질 수 있다. 그래핀은 심지어 그래핀이 제조되는 동안에도 갈라질 수 있다.
도 9는 본 기술의 예시적인 실시예들에 따른 그래핀-금속 복합물을 제조하는 다른 예시적인 방법을 예시하는 순서도이다. 도 9는, 금속 폼 기질이 그래핀의 복수의 층들로 코팅될 수 있는 그래핀-금속 복합물을 제조하기 위한 방법(900)을 예시한다. 방법(500)과 유사하게, 방법(900)은 단계(910)에서 다공성 금속 폼 기질 상에 그래핀을 증착하는 단계에 의해 시작한다. 일부 실시예들에 있어서, 그래핀은 그래핀이 화학적으로 합성되는 화학 기상 증착에 의해 또는 임의의 다른 그래핀 합성 및 증착 방법에 의해 증착된다.
단계(920)에서, 금속의 층이 그래핀으로 증착된 금속 폼 기질에 적용된다. 일부 실시예들에 있어서, 금속은 그래핀 위에 플래시 코팅되거나 또는 도금된다. 그래핀을 금속 폼 기질 상에 계층화하기 위하여, 금속 층이 그래핀 층들 사이에 적용되어야 할 필요성이 있으며, 이는 이상에서 논의된 바와 같이 그래핀의 직접적인 층들이 흑연을 생성할 것이며, 이는 부서지기 쉽고 그래핀보다 덜 바람직할 열 속성들을 가지기 때문이다. 금속 폼 기질에 다수의 층들의 그래핀 및 금속을 부가함으로써, 그래핀-금속 복합물의 열 및 전기 속성들이 지수적으로 증가될 수 있다. 추가적으로, 다양한 실시예들에 있어서, 그래핀의 층들 사이에 적용되는 금속은, 비제한적으로 구리, 니켈, 팔라듐 또는 금을 포함하는 임의의 금속일 수 있다. 추가로, 그 위에 그래핀이 성장될 수 있는 유리 및 세라믹과 같은 임의의 기질이 본 기술에서 사용될 수 있지만, 그들의 전도율이 낮다. 니켈은 단일 프로세스에서 면 당 그래핀의 2개의 층들이 성장되는 것을 가능하게 하는 그래핀을 성장시키기 위한 더 양호한 속성들을 갖는다. 이는 또한 매우 순응적이며, 양호한 부식 품질을 가지지만, 이는 매우 강하지는 않고 그것의 전도율은 구리보다 약 4배 더 낮다. 구리는 연질이고 순응적이며, 큰 열 특성을 갖는다.
단계(930)에서, 그래핀은 그래핀이 화학적을 합성되는 화학 기상 증착 또는 임의의 다른 그래핀 합성 및 증착을 사용하여 금속의 층 상에 증착될 수 있다. 그런 다음, 단계들(920 및 930)이 희망되는 수의 그래핀의 층들을 증착하기 위하여 반복될 수 있다. 예를 들어, 단계들(920 및 930)은 6번, 7번, 또는 8번 반복될 수 있다. 일단 희망되는 수의 그래핀의 층들이 증착되면, 그런 다음 다층화 금속 폼 기질이 단계(940)에서 희망되는 레벨의 두께까지 압축되거나 롤링되어 그래핀-금속 복합물을 야기한다.
도 10은 화학 기상 증착 기계 및 압축 기계를 제어하기 위하여 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템(1)을 예시한다. 즉, 컴퓨터 시스템(1)은 그래핀 증착 동안 가열 및 냉각을 제어하기 위한 열 프로파일들을 선택할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1) 내에서 기계가 본원에서 논의된 방법들 중 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게끔 하는 명령어들의 세트가 실행될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에 있어서, 기계는 독립형 디바이스로서 동작하거나 또는 다른 기계들에 연결(예를 들어, 네트워킹)될 수 있다. 네트워크화된 배치에서, 기계는 클라이언트-서버 네트워크 환경에서 서버의 자격으로 또는 클라이언트 기계의 자격으로 동작할 수 있거나, 또는 피어-투-피어(peer-to-peer)(또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 기계로서 동작할 수 있다. 기계는 로봇 구성 마킹 디바이스(robotic construction marking device), 베이스 스테이션, 개인용 컴퓨터(personal computer; PC), 태블릿 PC, 셋-탑 박스(set-top box; STB), 개인 디지털 보조장치(Personal Digital Assistant; PDA), 셀룰러 폰, 휴대용 음악 플레이어(예를 들어, 휴대용 하드 드라이브 오디오 디바이스 예컨대 MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer 3) 플레이어), 웹 기기, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지, 또는 기계에 의해 취해질 액션들을 지정하는 (순차적인 또는 다른) 명령어들의 세트를 실행하는 것이 가능한 임의의 기계일 수 있다. 또한, 단일 기계만이 예시되었지만, 용어 "기계"는 또한 본원에서 논의된 방법들 중 임의의 하나 이상의 방법을 수행하기 위한 명령어들의 세트(또는 복수의 세트들)을 개별적으로 또는 함께 실행하는 기계들의 임의의 집합을 포함하는 것으로 고려되어야만 한다.
예시적인 컴퓨터 시스템(1)은 프로세서 또는 다수의 프로세서들(5)(예를 들어, 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 그래픽 프로세싱 유닛(GPU), 또는 둘 모두), 및 버스(20)를 통해 서로 통신하는 메인 메모리(10) 및 정적 메모리(15)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(1)은 비디오 디스플레이(35)(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD))를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1)은 또한 글자-숫자 입력 디바이스(들)(30)(예를 들어, 키보드), 커서 제어 디바이스(예를 들어, 마우스), 음성 인식 및 생체 검증 유닛(미도시), 드라이브 유닛(37)(디스크 드라이브 유닛으로도 지칭됨), 신호 생성 디바이스(40)(예를 들어, 스피커), 및 네트워크 인터페이스 디바이스(45)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1)은 데이터를 암호화하기 위한 데이터 암호화 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.
드라이브 유닛(37)은, 본원에서 설명된 방법들 또는 기능들 중 임의의 하나 이상의 사용하거나 또는 구현하는 명령어들 및 데이터 구조체들(예를 들어, 명령어들(55))의 하나 이상의 세트들이 저장되는 컴퓨터 또는 기계-판독가능 매체(50)를 포함한다. 명령어들(55)은 또한 컴퓨터 시스템(1)에 의한 명령어들의 실행 동안 완전히 또는 적어도 부분적으로 메인 메모리(10) 및/또는 프로세서들(5) 내에 상주할 수 있다. 메인 메모리(10) 및 프로세스들(5)은 또한 기계-판독가능 매체들을 구성할 수 있다.
명령어들(55)은 추가로 다수의 잘-알려진 전송 프로토콜들(예를 들어, 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜(Hyper Text Transfer Protocol; HTTP)) 중 임의의 전송 프로토콜을 사용하여 네트워크 인터페이스 디바이스(45)를 통해 네트워크에 걸쳐 송신되거나 또는 수신될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서 기계-판독가능 매체(50)가 단일 매체로서 도시되었지만, 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는 명령어들의 하나 이상의 세트들을 저장하는 단일 매체 또는 다수의 매체들(예를 들어, 집중형 또는 분산형 데이터베이스, 및/또는 연관된 캐시들 및 서버들)을 포함하는 것으로 고려되어야만 한다. 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는 또한, 기계로 하여금 본 출원의 방법들 중 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게끔 하거나 또는 이러한 명령어들의 세트에 의해 사용되거나 또는 이와 연관되는 데이터 구조체들을 저장하거나, 인코딩하거나, 또는 운반할 수 있는 기계에 의한 실행을 위한 명령어들의 세트를 저장하거나, 인코딩하거나, 또는 전달할 수 있는 임의의 매체를 포함하는 것으로 고려되어야만 한다. 따라서 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는, 비제한적으로, 고체-상태 메모리들, 광 및 자기 매체들, 및 반송파 신호들을 포함하는 것으로 고려되어야만 한다. 이러한 매체들은 또한 비제한적으로, 하드 디스크들, 플로피 디스크들, 플래시 메모리 카드들, 디지털 비디오 디스크들, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 예시적인 실시예들은 컴퓨터 상에 설치된 소프트웨어를 포함하는 동작 환경에서, 또는 하드웨어에서, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(1)의 모든 컴포넌트들이 요구되는 것은 아니며, 따라서 입력/출력(I/O) 디바이스들(예를 들어, 입력 디바이스(들)(30))과 같은 컴퓨터 시스템(1)의 부분들이 필요하지 않는 경우 제거될 수 있다. 당업자는, 컴퓨팅 디바이스가 하나 이상의 프로세서들, 버스들, 메모리 디바이스들, 디스플레이 디바이스들, 입력/출력 디바이스들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다는 것 및 인터넷 서비스가 인터넷 서비스에 결합된 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들에 대한 인터넷 액세스를 제공하도록 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 추가로, 당업자들은, 인터넷 서비스가 본원에서 설명된 바와 같은 본 개시의 실시예들 중 임의의 실시예를 구현하기 위하여 사용될 수 있는 하나 이상의 데이터베이스들, 저장소들, 서버들, 및 유사한 것에 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 실시예", 또는 "일 실시예"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 위치들에서 "하나의 실시예에 있어서" 또는 "일 실시예에 있어서" 또는 "일 실시예에 따르면"이라는 구절들(또는 유사한 취지를 갖는 다른 구절들)의 출현들이 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하지는 않는다. 추가적으로, 특정 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 추가로, 본원의 논의의 맥락에 의존하여, 단수형 용어가 그것의 복수형 형태들을 포함할 수 있으며, 복수형 용어가 그것의 단수형 형태를 포함할 수 있다. 유사하게, 하이픈이 붙은 용어(예를 들어, "온-디맨드(on-demand)")는 때때로 그것의 하이픈이 붙지 않은 버전(예를 들어, "온 디맨드")과 교체되어 사용될 수 있으며, 대문자 항목(예를 들어, "소프트웨어(Software)")는 그것의 비-대문자 버전(예를 들어, "소프트웨어(software)") 버전과 교체되어 사용될 수 있고, 복수형 용어는 어퍼스트로피와 함께 또는 어퍼스트로피 없이(예를 들어, PE's 또는 PEs) 표시될 수 있으며, 이탤릭체 용어(예를 들어, "N+1")가 그것의 비-이탤릭체 버전(예를 들어, "N+1")과 교체되어 사용될 수 있다. 이러한 가끔 씩의 교체적인 사용이 서로 일치하지 않는 것으로 간주되지 않아야만 한다.
또한, 일부 실시예들은 임무 또는 임무들의 세트를 수행"하기 위한 수단"과 관련하여 설명될 수 있다. "하기 위한 수단"은 본원에서 프로세서, 메모리, I/O 디바이스 예컨대 카메라, 또는 이들의 조합들과 같은 구조체와 관련하여 표현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대안적으로, "하기 위한 수단"은 기능 또는 방법 단계를 기술하는 알고리즘을 포함할 수 있거나, 반면 또 다른 실시예들에 있어서 "하기 위한 수단"은 수학 공식, 산문과 관련하여 또는 순서도 또는 신호 다이어그램으로서 표현된다.
본원에서 사용되는 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적만을 위한 것이며, 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 단수 형태들("일", 및 "상기")은 문맥이 명백하게 달리 표시하지 않는 한 복수 형태들을 포함하도록 의도된다. 용어들 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.
시스템의 특정 실시예들 및 이에 대한 예들이 이상에서 예시적인 목적들을 위하여 설명되었지만, 당업자들이 인식할 바와 같이 다양한 균등한 수정예들이 시스템의 범위 내에서 가능하다. 예를 들어, 프로세스들 또는 단계들이 주어진 순서로 제시되지만, 대안적인 실시예들은 상이한 순서로 단계들을 갖는 루틴들을 수행할 수 있으며, 일부 프로세스들 또는 단계들이 대안적인 또는 서브-조합들을 제공하기 위하여 삭제되거나, 이동되거나, 부가되거나, 분할되거나, 결합되거나, 및/또는 수정될 수 있다. 이러한 프로세스들 또는 단계들의 각각이 다양하고 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스들 또는 단계들이 때때로 직렬로 수행되는 것으로 도시되지만, 이러한 프로세스들 또는 단계들이 그 대신에 병렬로 수행될 수 있거나, 또는 상이한 시점들에 수행될 수도 있다.
이상에서 다양한 실시예들이 설명되었지만, 이들이 오로지 비제한적이고 예시적인 방식으로 제공되었다는 것을 이해해야만 한다. 설명들은 본원에서 기술된 특정 형태들로 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 이와 반대로, 본 설명들은, 이들이 마치 첨부된 청구항들에 의해 정의되거나 또는 달리 당업자에 의해 이해되는 바와 같은 본 발명의 범위 및 사상 내에 포함되는 것처럼 이러한 대안예들, 수정예들, 및 등가물들을 포괄하도록 의도된다. 따라서, 선호되는 실시예의 폭과 범위는 이상에서 설명된 예시적인 실시예들 중 어떤 것에 의해서도 제한되지 않아야 한다.
Claims (32)
- 그래핀-금속(graphene-metal) 복합물을 제조하기 위한 방법으로서,
다공성 금속 폼(foam) 기질(substrate) 상에 그래핀을 증착하는 단계; 및
그래핀-금속 복합물을 형성하기 위하여 적용된 그래핀을 갖는 상기 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계를 포함하며,
적용된 그래핀을 갖는 상기 다공성 금속 폼 기질은 압축되어 상기 다공성 금속 폼 기질 내의 공동들을 폐쇄하고 적용된 그래핀을 갖는 상기 압축된 다공성 금속 폼 기질을 비-압축된 다공성 금속 폼 기질의 두께보다 더 얇게 만드는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질은 니켈 또는 구리 폼인, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질의 공극률은 적어도 70%인, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
그래핀이 스테이넨-금속(stanene-metal) 복합물을 형성하기 위하여 스테이넨으로 대체되는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질에 그래핀을 증착하는 단계는 화학 기상 증착에 의한 것인, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질에 그래핀을 증착하는 단계는 상기 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계 이전에 상기 다공성 금속 폼 기질의 표면 상에 탄소 나노튜브들을 성장시키는 것에 의한 것인, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질에 그래핀을 증착하는 단계는,
상기 다공성 금속 폼 기질의 공동들 내에 탄소 나노튜브들을 합성하는 단계; 및
상기 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계 이전에 탄소 나노튜브 스레드(thread)들을 가지고 상기 다공성 금속 폼 기질의 상기 공동들을 스레딩하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질에 그래핀을 증착하는 단계는 상기 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계 이전에 상기 다공성 금속 폼 기질 내의 공동들 내로 열 탄성중합체들 또는 금속을 3D 프린팅하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 열 탄성중합체들 또는 금속은 상기 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계 이전에 상기 다공성 금속 폼 기질의 특정 영역들에 선택적으로 부가되는, 방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 방법은, 상기 그래핀-금속 복합물을 알루미늄, 아연, 또는 플라스틱 프레임 내로 다이 캐스팅(die cast)하거나 또는 사출 몰딩(injection mold)하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 방법은, 상기 그래핀-금속 복합물을 구조적 부재 내로 롤 본딩(roll bond)하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 방법은, 그래핀-금속 복합물의 적어도 하나의 층을 그래핀으로 코팅된 구리 호일의 적어도 하나의 층에 롤 본딩하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 그래핀-금속 복합물로서,
다공성 금속 폼 기질; 및
상기 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 그래핀 층으로서, 상기 다공성 금속 폼 기질 및 그래핀은 그래핀-금속 복합물을 형성하기 위하여 압축되는, 상기 그래핀 층을 포함하며,
적용된 그래핀을 갖는 상기 다공성 금속 폼 기질은 압축되어 상기 다공성 금속 폼 기질 내의 공동들을 폐쇄하고 적용된 그래핀을 갖는 상기 압축된 다공성 금속 폼 기질을 비-압축된 다공성 금속 폼 기질의 두께보다 더 얇게 만드는, 그래핀-금속 복합물.
- 청구항 14에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질은 니켈 또는 구리 폼인, 그래핀-금속 복합물.
- 청구항 14에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질의 공극률은 적어도 70%인, 그래핀-금속 복합물.
- 청구항 14에 있어서,
상기 그래핀 층은 화학 기상 증착에 의해 상기 다공성 금속 폼 기질에 증착되는, 그래핀-금속 복합물.
- 삭제
- 그래핀-금속 복합물을 제조하기 위한 방법으로서,
다공성 금속 폼 기질 상에 그래핀의 층을 증착하는 단계;
상기 그래핀의 층의 상단 상에 금속의 층을 적용하는 단계;
다층화 다공성 금속 폼 기질을 형성하기 위하여 상기 금속의 층 상에 그래핀의 다른 층을 증착하는 단계; 및
그래핀-금속 복합물을 형성하기 위하여 상기 다층화 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 그래핀의 층의 상단 상에 금속의 층을 적용하는 단계 및 상기 금속의 층 상에 그래핀의 다른 층을 증착하는 단계는 상기 다층화 다공성 금속 폼 기질을 압축하는 단계 이전에 희망되는 수의 층들이 만들어질 때까지 반복되는, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 금속의 층은 플래시 코팅에 의해 상기 그래핀의 층에 적용되는, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 그래핀의 층에 적용되는 상기 금속은 니켈 또는 구리인, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 그래핀의 층에 적용되는 상기 금속은 팔라듐인, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 그래핀의 층에 적용되는 상기 금속은 금인, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질은 니켈 또는 구리 폼인, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 다공성 금속 폼 기질의 공극률은 적어도 70%인, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
그래핀이 스테이넨-금속 복합물을 형성하기 위하여 스테이넨으로 대체되는, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
그래핀 층들을 증착하는 단계는 화학 기상 증착에 의한 것인, 방법.
- 그래핀-금속 복합물로서,
다공성 금속 폼 기질;
상기 다공성 금속 폼 기질에 증착된 그래핀 층;
상기 그래핀 층에 적용된 금속 층; 및
다층화 다공성 금속 폼 기질을 형성하기 위하여 상기 금속 층에 증착된 다른 그래핀 층을 포함하며, 상기 다층화 다공성 금속 폼 기질은 그래핀-금속 복합물을 형성하기 위해 압축되는, 그래핀-금속 복합물.
- 청구항 29에 있어서,
상기 그래핀 층에 적용된 상기 금속 층 및 상기 금속 층에 증착된 다른 그래핀 층은 압축되기 이전에 희망되는 수의 층들이 형성될 때까지 반복될 수 있는, 그래핀-금속 복합물.
- 스테이넨-금속 복합물로서,
다공성 금속 폼 기질; 및
상기 다공성 금속 폼 기질 상에 증착된 스테이넨 층으로서, 상기 다공성 금속 폼 기질 및 스테이넨은 스테이넨-금속 복합물을 형성하기 위하여 압축되는, 상기 스테이넨 층을 포함하는, 스테이넨-금속 복합물.
- 스테이넨-금속 복합물로서,
다공성 금속 폼 기질;
상기 다공성 금속 폼 기질에 증착된 스테이넨 층;
상기 스테이넨 층에 적용된 금속 층; 및
다층화 다공성 금속 폼 기질을 형성하기 위하여 상기 금속 층에 증착된 다른 스테이넨 층을 포함하며, 상기 다층화 다공성 금속 폼 기질은 스테이넨-금속 복합물을 형성하기 위해 압축되는, 스테이넨-금속 복합물.
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