Высокопроводящий графано-металлический композит и методы его производства

1. Способ изготовления графено-металлического композита включает в себя
нанесение графена на пористую подложку из металлопены;
выращивание углеродных нанотрубок внутри пористой подложки из металлопены с использованием катализатора и нагретого газа с высокой концентрацией углерода, проходящего по пористой подложке из металлопены, в процессе которого углеродные нанотрубки замещают пустоты внутри пористой металлопены; и
сжатие пористой подложки из металлопены с нанесенным на нее графеном, с целью получения графено-металлического композита, в процессе которого при сжатии углеродных нанотрубок внутри пористой подложки из металлопены остаются теплопроводящие и электропроводящие каналы.
2. Способ, применяющийся в соответствии с п. 1, отличающийся тем, что в качестве металла пористой подложки из металлопены используется никель или медь.
3. Способ, применяющийся в соответствии с п. 1, отличающийся тем, что пористость пористой подложки из металлопены составляет не менее 70%.
4. Способ, применяющийся в соответствии с п. 1, отличающийся тем, что процесс нанесения графена на пористую подложку из металлопены происходит посредством химического парофазного осаждения.
5. Способ, применяющийся в соответствии п. 1, в котором нанесение графена на пористую подложку из металлопены включает в себя выращивание углеродных нанотрубок на поверхности пористой металлопены, проводящееся до прессования пористой подложки из металлопены.
6. Способ, применяющийся в соответствии п. 1, в котором нанесение графена на пористую подложку из металлопены включает в себя 3D печать термических эластомеров или металлов в пустоты на поверхности пористой металлопены, проводящейся до прессования пористой подложки из металлопены.
7. Способ, применяющийся в соответствии с п. 6, в котором термические эластомеры или металл избирательно добавляются в определенные области пористой подложки из металлопены перед прессованием пористой подложки из металлопены.
8. Способ, применяющийся в соответствии с п. 1, в котором пористую подложку из металлопены с нанесенным на нее графеном прессуют с целью существенного закрытия пустот пористой подложки из металлопены, и в целях утоньшения сжимаемой пористой подложки из металлопены с нанесенным на нее графеном, в сравнении с толщиной несжатой пористой подложки из металлопены.
9. Способ, применяющийся в соответствии с п. 1, дополнительно включающий в себя литье под давлением или литьевое прессование графено-металлического композита в алюминиевую, цинковую или пластиковую рамку.
10. Способ, применяющийся в соответствии с п. 1, дополнительно содержащий прокатку графено-металлического композита, результатом которой является создание конструктивного элемента.
11. Способ, применяющийся в соответствии п. 1, состоящий прокатки одного или более слоя графено-металлического композита с одним или более слоем медной фольги, покрытой графеном.
12. Способ изготовления графено-металлического композита включает в себя:
нанесение слоя графена на пористую подложку из металлопены;
нанесение слоя металла на поверхность слоя графена;
нанесение еще одного слоя графена на слой металла для создания многослойной пористой подложки из металлопены;
выращивание углеродных нанотрубок внутри пористой подложки из металлопены с использованием катализатора и нагретого газа с высокой концентрацией углерода, проходящего по пористой подложке из металлопены, в процессе которого углеродные нанотрубки замещают пустоты внутри пористой металлопены; и
сжатие многослойной пористой подложки из металлопены с целью получения графено-металлического композита, в процессе которого при сжатии углеродных нанотрубок внутри пористой подложки из металлопены остаются теплопроводящие и электропроводящие каналы.
13. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, в котором нанесение слоя металла поверх слоя графена и нанесение другого слоя графена на слой металла повторяются до тех пор, пока не будет достигнуто необходимое количество слоев для прессования многослойной пористой подложки из металлопены.
14. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, отличающийся тем, что слой металла наносится на слой графена посредством очень тонкого покрытия-затяжки.
15. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, в котором в качестве металла, нанесенного на слой графена, используется никель или медь.
16. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, в котором в качестве металла, нанесенного на слой графена, используется палладий.
17. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, в котором в качестве металла, нанесенного на слой графена, используется золото.
18. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, отличающийся тем, что в качестве металла пористой подложки из металлопены используется никель или медь.
19. Способ, применяющийся в соответствии с п. 12, отличающийся тем, что пористость пористой подложки из металлопены составляет не менее 70%.
20. Способ, применяющийся в соответствии с п. 19, отличающийся тем, что осаждение графеновых слоев происходит путем химического парофазного осаждения.
21. Способ создания пористой металлопены, включающий: смешивание определенного количества металлического порошка с определенным количеством расходуемых частиц в заданном соотношении для создания их смеси; и
приложение давления к раствору, достаточного для: сжатия раствора;
разложения или растворения расходуемых частиц; и
Растворение металлического порошка с формированием пористой металлопены.
22. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, в котором металлический порошок состоит из любого из перечисленных металлов: меди, никеля, вольфрама, железа, платины, кобальта или каких-либо их комбинаций.
23. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, в котором металлический порошок состоит из какого-либо металлического сплава.
24. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, в котором разрушаемые частицы представляют собой на выбор: карбонат калия, оксид магния, карбонат натрия, карбонат, нитратную соль, любые оксиды солей или какие-либо их комбинации.
25. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, в котором разрушаемые частицы представляют собой на выбор:полимерные или пластиковые сферические частицы микро- или наномасштаба в любой их комбинации.
26. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, дополнительно включающий отжиг пористой металлопены при температуре отжига.
27. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, дополнительно включающий удаление оставшихся расходуемых частиц с использованием химического раствора.
28. Способ, применяющийся в соответствии с п. 21, дополнительно включающий намагничивание пористой металлопены посредством подачи электрического тока.
29. Способ, применяющийся в соответствии п. 28, состоящий из: заполнение пустот пористой металлопены полимером; и
внедрение в полимер магнитных наночастиц.
30. Способ, состоящий из: обеспечения формы, имеющей полости;
размещение или прямая трехмерная печать расходуемых частиц в полостях формы, сопровождающееся образованием матрицы с наличием пустот;
приложение давления к расходуемым частицам до значений при которых расходуемые частицы будут полностью удалены из имеющихся пустот;
нанесение металла на расходуемые частицы с использованием какого-либо из предложенных методов: химического парофазного осаждения, физического парофазного осаждения или электролиза или электролитического покрытия; и
испарение расходуемых частиц или разбавление расходуемых частиц химическим растворителем для раскрытия структуры металлопены.
31. Способ, применяющийся в соответствии с п. 30, дополнительно включающий растворение оставшихся расходуемых частиц с использованием тепла или химического растворителя.
32. Способ, применяющийся в соответствии с п. 30, отличающийся тем, что пористость металлопены выбирается путем изменения давления, размера или промежуточного интервала между расходуемыми частицами.
33. Способ, применяющийся в соответствии с п. 30, при условии, что расходуемые частицы состоят из полимера, металл осаждается в виде покрытия на наружные поверхности расходуемых частиц.
34. Способ, применяющийся в соответствии с п. 30, при условии, что расходуемые частицы состоят из соли, и металл осаждается таким образом, что он заполняет пустоты матрицы и данный процесс сопровождается удалением расходуемых частиц.
35. Способ, применяющийся в соответствии с п. 30, дополнительно включающий применение вакуумирования или давления внутри полости с целью повышения эффективности нанесения металла.
36. Способ, применяющийся в соответствии п. 30, состоящий из: нанесение нескольких слоев металла на наружные поверхности расходуемых частиц;
образование пиролитического графита высокого порядка, состоящего из множества слоев; и
термообработки пиролитического графита высоких порядков с образованием алмазного углеродного покрытия.