ഗ്രാഫിന്റെ ഉപയോഗം എന്താണ്? ഗ്രാഫൈൻ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതകൾ മനസിലാക്കാൻ രണ്ട് അപ്ലിക്കേഷൻ കേസുകൾ നിങ്ങളെ അറിയിക്കുന്നു

2010 ൽ ജിം, നോവോസെലോവ് എന്നിവ ഗ്രാഫിനിൽ ജോലിയിൽ നൊബേസെലോവ് നേടി. ഈ അവാർഡ് പലർക്കും ആഴത്തിലുള്ള മതിപ്പ് നൽകിയിട്ടുണ്ട്. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഓരോ നോബൽ സമ്മാനവും പരീക്ഷണാത്മക ടേപ്പ് പോലെ പൊതുവായില്ല, എല്ലാ ഗവേഷണവസ്തുക്കളും "ടു-ഡൈമൻഷണൽ ക്രിസ്റ്റൽ" ഗ്രാഫൈൻ എന്ന നിലയിൽ മാന്ത്രികവും എളുപ്പവുമാണ്. 2004 ലെ ജോലി 2010 ൽ അവാർഡ് നൽകാം, ഇത് സമീപ വർഷങ്ങളിൽ നോബൽ സമ്മാനം രേഖയിൽ അപൂർവമാണ്.

ദ്വിമാന തേൻകോൺ ഷഡ്ഭുജാക്കഥയിലേക്ക് അടുത്ത് ക്രമീകരിച്ച കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരൊറ്റ പാളി ഉൾപ്പെടുന്ന ഒരുതരം പദാർത്ഥമാണ് ഗ്രാഫൈൻ. ഡയമണ്ട്, ഗ്രാഫൈറ്റ്, ഫുൾറൈൻ, കാർബൺ നാനോട്ട്ബുകൾ, അമോർഫസ് കാർബൺ എന്നിവ പോലെ, ഇത് കാർബൺ ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഒരു പദാർത്ഥമാണ് (ലളിതമായ പദാർത്ഥം). ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഫുൾറേണുകളും കാർബൺ നാനോട്ട്ബുകളും ഒരു ഗ്രാഫിന്റെ ഒരൊറ്റ പാളിയിൽ നിന്ന് ഒരു തരത്തിൽ ചുരുട്ടാൻ കഴിയും, അത് ഗ്രാഫിന്റെ നിരവധി പാളികൾ അടുക്കിയിരിക്കുന്നു. വിവിധ കാർബൺ ലളിതമായ വസ്തുക്കളുടെ (ഗ്രാബിൾ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ, ഗ്രാഫുബ്സ്, ഗ്രാഫുബ്സ്, ഗ്രാഫുബ്സ് എന്നിവരെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം സൈദ്ധാന്തിക ഗവേഷണം 60 വർഷമായി നീണ്ടുനിന്നു, പക്ഷേ ഇത്തരം രണ്ട് ഡൈമൻഷണൽ മെറ്റീരിയലുകൾ മാത്രം നിലനിൽക്കാൻ പ്രയാസമാണെന്ന് പൊതുവെ വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു, ത്രിമാന കെ.ഇ. 2004 വരെ ആൻഡ്രെ ജിം, തന്റെ വിദ്യാർത്ഥി കോൺസ്റ്റാന്റിൻ നോവോസെലോവ് ഗ്രാഫൈറ്റിൽ നിന്ന് ഗ്രാഫൈൻ ഗ്രാഫൈൻ ഒരു പാളിയായിരുന്നില്ല.

ബ്ലെറൈൻ (ഇടത്), കാർബൺ നാനോട്യൂബ് (ഇടത്) എന്നിവരെ ഏതെങ്കിലും വിധത്തിൽ ഗ്രാഫൈൻ ഒരു പാളി ഉയർത്തിപ്പിടിക്കുമെന്ന് ഗ്രാഫൈറ്റ് (വലത്) വാൻ ഡെർ വാൾസ് ഫോഴ്സിന്റെ കണക്ഷത്തിലൂടെ ഗ്രാഫൈറ്റ് (വലത്ത്) ബന്ധിപ്പിക്കും.

ഇപ്പോൾ, ഗ്രാഫൈൻ പല തരത്തിൽ ലഭിക്കും, വ്യത്യസ്ത രീതികൾക്ക് അവരുടേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും ഉണ്ട്. ജിം, നോവോസെലോവ് എന്നിവ ഗ്രാഫൈൻ നേടി. സൂപ്പർമാർക്കറ്റുകളിൽ സുതാര്യമായ ടേപ്പ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവർ ഉയർന്ന ഓർഡർ പൈറോലിറ്റിക് ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു കൂട്ടം കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളി മാത്രം ഉള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റ്, ഗ്രാഫൈൻ നീക്കംചെയ്തു. ഇത് സൗകര്യപ്രദമാണ്, പക്ഷേ കൺട്രോളബിലിറ്റി അത്ര നല്ലതല്ല, 100 മൈക്രോൺസിന്റെ വലുപ്പമുള്ള ഗ്രാഫിൻ മാത്രമേ പരീക്ഷണക്കാർക്കായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ, പക്ഷേ പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, പക്ഷേ പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ് അപ്ലിക്കേഷനുകൾ. കെമിക്കൽ നീരാവി ഡിപോപ്പ് ഡിപ്ഷൻ ഗ്രാഫിൻ സാമ്പിളുകൾ മെറ്റൽ ഉപരിതലത്തിൽ ഗ്രാഫൈൻ സാമ്പിളുകൾ വളർത്താം. സ്ഥിരമായ ഓറിയന്റേഷൻ ഉള്ള പ്രദേശം 100 മൈക്രോൺ [3,4) മാത്രമാണെങ്കിലും ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ ഉത്പാദന ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഇത് അനുയോജ്യമാണ്. മറ്റൊരു സാധാരണ രീതി ശൂന്യതയിലായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (എസ്ഐസി) ക്രിസ്റ്റൽ 1100 ണ്ടിലധികം ചൂടാക്കുക എന്നതാണ്, അതിനാൽ ഉപരിതലത്തിനടുത്തുള്ള സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങൾ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു, ബാക്കിയുള്ള കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ വീണ്ടും ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, അത് നല്ല സ്വത്തുക്കളുമായി ഗ്രാഫിൻ സാമ്പിളുകൾ നേടി.

അദ്വിതീയ സ്വഭാവമുള്ള ഒരു പുതിയ മെറ്റീരിയലാണ് ഗ്രാഫിൻ, അതിന്റെ വൈദ്യുത പ്രവർത്തനം ചെമ്പുപോലെ മികച്ചതാണ്, അറിയപ്പെടുന്ന ഏതെങ്കിലും മെറ്റീരിയലിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ് അതിന്റെ താപ ചാലയം. ഇത് വളരെ സുതാര്യമാണ്. ദൃശ്യമാകുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം (2.3%) മാത്രമേ ഗ്രാഫൈൻ ആഗിരണം ചെയ്യും, വെളിച്ചത്തിൽ ഭൂരിഭാഗവും കടന്നുപോകും. ഹീലിയം ആറ്റങ്ങൾ പോലും (ഏറ്റവും ചെറിയ വാതക തന്മാത്രകൾ) കടന്നുപോകാൻ കഴിയില്ല. ഈ മാന്ത്രിക സ്വത്തുക്കളിൽ ഗ്രാഫൈറ്റിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് പാരമ്പര്യമായി ലഭിച്ചിട്ടില്ല, പക്ഷേ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൽ നിന്നാണ്. ഇതിന് സവിശേഷമായ വൈദ്യുത, ​​ഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഇതിന് വിശാലമായ അപേക്ഷാ സാധ്യതകളുണ്ടെന്ന് കരുതുന്നു.

ഗ്രാഫിൻ പത്ത് വർഷത്തിൽ താഴെ മാത്രം പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടുവെങ്കിലും, ഇത് നിരവധി സാങ്കേതിക അപേക്ഷകൾ കാണിച്ചു, ഇത് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെയും മെറ്റീരിയലിന്റെയും മേഖലകളിൽ വളരെ അപൂർവമാണ്. പൊതുവായ വസ്തുക്കൾ ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്ന് നീങ്ങാൻ പത്ത് വർഷമോ പതിറ്റാണ്ടുകളോ ആവശ്യമാണ്. ഗ്രാഫിന്റെ ഉപയോഗം എന്താണ്? നമുക്ക് രണ്ട് ഉദാഹരണങ്ങൾ നോക്കാം.

മൃദുവായ സുതാര്യമായ ഇലക്ട്രോഡ്
പല വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങളിലും, സുതാര്യമായ ചാലക വസ്തുക്കൾ ഇലക്ട്രോഡുകളായി ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഇലക്ട്രോണിക് വാച്ചുകൾ, കാൽക്കുലേറ്ററുകൾ, ടെലിവിഷനുകൾ, ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ഡിസ്പ്ലേകൾ, ടച്ച് സ്ക്രീനുകൾ, സോളാർ പാനലുകൾക്കും മറ്റ് പല ഉപകരണങ്ങൾക്കും സുതാര്യമായ ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ നിലനിൽപ്പ് ഉപേക്ഷിക്കാൻ കഴിയില്ല. പരമ്പരാഗത സുതാര്യമായ ഇലക്ട്രോഡ് ഇൻഡിയം ടിൻ ഓക്സൈഡ് (ഐടിഒ) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന വിലയും പരിമിതമായ കാര്യവും കാരണം, മെറ്റീരിയൽ വഴക്കമുള്ളതും വഴക്കത്തിന്റെ അഭാവവുമാണ്, വാക്വം മധ്യ പാളിയിൽ നിക്ഷേപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. വളരെക്കാലമായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ അതിന്റെ പകരക്കാരനെ കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിക്കുന്നു. സുതാര്യതയുടെ ആവശ്യകതകൾ കൂടാതെ, നല്ല പെരുമാറ്റവും എളുപ്പ തയ്യാറെടുപ്പും, മെറ്റീരിയലിന്റെ സ ibility കര്യം നല്ലതാണെങ്കിൽ, "ഇലക്ട്രോണിക് പേപ്പർ" അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് മടക്കാവുന്ന പ്രദർശന ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഇത് അനുയോജ്യമാകും. അതിനാൽ, വഴക്കം വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു വശമാണ്. ഗ്രാഫൈൻ അത്തരമൊരു മെറ്റീരിയലാണ്, അത് സുതാര്യമായ ഇലക്ട്രോഡുകൾക്ക് വളരെ അനുയോജ്യമാണ്.

കെമിക്കൽ നീരാവി പ്രതിഷേധത്തിന്റെ ഡയഗണൽ നീണ്ട പോളിയെത്തിലീൻ ടെർഫൈലറ്റ് (പത്ര കട്ടിയുള്ള പോളിയെത്തിലീൻ ടെറെഫിലീൻ (പത്ര കട്ടിയുള്ള പോളിയെത്തിലീൻ ടെറെഫിലീൻ (പത്രോ) ചിത്രത്തിലേക്ക് (പടത്) ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് ലഭിച്ചു [4]. ചുവടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ചെമ്പ് ഫോയിൽ വളർത്തുന്നതുപോലെ, കോപ്പർ ഫോയിൽ വളർത്തുന്ന ഗ്രാഫിൻ ആദ്യമായി ബന്ധം പുലർത്തുന്നത് താപ സ്ട്രിപ്പിംഗ് ടേപ്പ് (നീല സുതാര്യമാണ്) .

പുതിയ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇൻഡക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ
ഗ്രാഫിനിൽ വളരെ സവിശേഷമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളി മാത്രമേയുള്ളൂവെങ്കിലും, മുഴുവൻ തരംഗദൈർഘ്യത്തിലെയും മുഴുവൻ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെയും 2.3% ഇൻഫ്രാറെഡ് മുതൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് വരെ 2.3% സ്വാംശീകരിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും. ഈ സംഖ്യ ഗ്രാഫിന്റെ മറ്റ് മെറ്റീരിയൽ പാരാമീറ്ററുകളുമായി യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല, മാത്രമല്ല ക്വാണ്ടം ഇലക്ട്രോഡൈൻനാമിക്സ് [6]. ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രകാശം തലമുറകളുടെ (ഇലക്ട്രോണുകളും ദ്വാരങ്ങളും) നയിക്കും. ഗ്രാഫൈൻ കാരിയറിലെ കാരിയറുകളുടെയും ഗതാഗതവും പരമ്പരാഗത അർദ്ധചാലകങ്ങളിലുള്ളവരിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്. ഇത് ഗ്രാഫൈൻ അൾട്രാഫസ്റ്റ് ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രക്ട്രിക് ഇൻഡക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് വളരെ അനുയോജ്യമാണ്. അത്തരം ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രക്ട് ഇൻഡക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ 500GhZ- യുടെ ആവൃത്തിയിൽ ജോലി ചെയ്യാമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനായി ഇത് ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, അത് സെക്കൻഡിൽ 500 ബില്ല്യൺ പൂജ്യങ്ങളോ അവയവങ്ങളോ പകരാൻ കഴിയും, ഇത് ഒരു നിമിഷത്തിനുള്ളിൽ രണ്ട് ബ്ലൂ റേ ഡിസ്കുകളുടെ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ കൈമാറ്റം പൂർത്തിയാക്കും.

ഐബിഎം തോമസ് ജെ. വാട്സൺ റിസർച്ച് സെന്ററിൽ നിന്നുള്ള വിദഗ്ധർ 10 ജിഗാഹെർട്സ് ആവൃത്തിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇൻഡക്ചീയ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഗ്രാഫീൻ ഉപയോഗിച്ചു [8]. ഒന്നാമതായി, 300 എൻഎം കട്ടിയുള്ള സിലിക്കയും 300 എൻഎം കട്ടിയുള്ള സിലിക്കയും "ടേപ്പ് കീറിപ്പോയി", പിന്നെ പല്ലാഡിയം ഗോൾഡ് അല്ലെങ്കിൽ ടൈറ്റാനിയം ഗോൾഡ് ഇലക്ട്രോഡുകളും 1 മൈക്രോൺ ഇടവേളയും 250 എൻഎം വീതിയും ഉണ്ടാക്കി. ഈ രീതിയിൽ, ഒരു ഗ്രാഫിൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫോട്ടോ ഓൺലൈൻ ഇൻഡക്ഷൻ ഉപകരണം ലഭിക്കും.

ഗ്രാഫെൻ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇൻഡക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്കീപ്പ് ഡയഗ്രം, യഥാർത്ഥ സാമ്പിളുകളുടെ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് (സെമി) ഫോട്ടോകൾ സ്കാൻ ചെയ്യുന്നു. ചിത്രത്തിലെ കറുത്ത ഹ്രസ്വ വരി 5 മൈക്രോൺസുമായി യോജിക്കുന്നു, മെറ്റൽ ലൈനുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ഒരു മൈക്രോൺ ആണ്.

പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ, ഈ മെറ്റൽ ഗ്രാഫെൻ ഗ്രാഫുകളായ മെറ്റൽ സ്രഷ്ടാപിയുടെ ഫോട്ടോഗ്രാഫുൾ ഉപകരണത്തിന് പരമാവധി ശ്രമിക്കാൻ ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി, ഇത് 300 എൻഎം (അൾട്രാവയലറ്റിന് സമീപം 6 മൈൽ (ഇൻഫ്രാറെഡ്) മുതൽ 6 വരെ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇൻഡക്റ്റുചെയ്യുക ട്യൂബിന് ദീർഘനേരം തരംഗദൈർഘ്യത്തോടെ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലൈറ്റിനോട് പ്രതികരിക്കാൻ കഴിയില്ല. ഗ്രാഫെൻ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇൻഡക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി ഇപ്പോഴും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് മികച്ച മുറിയുണ്ട്. ആശയവിനിമയം, വിദൂര നിയന്ത്രണം, പാരിസ്ഥിതിക നിരീക്ഷണം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള നിരവധി അപേക്ഷാ സാധ്യതകൾ ഇതിന് നൽകുന്നു.

അതുല്യ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു പുതിയ മെറ്റീരിയലായി, ഗ്രാഫൈൻ പ്രയോഗിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണങ്ങൾ ഒന്നിനു പുറകെ ഒന്നായി ഉയർന്നുവരുന്നു. അവ ഇവിടെ കണക്കാക്കുന്നത് ഞങ്ങൾക്ക് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഭാവിയിൽ, ഗ്രാഫൈൻ നിർമ്മിച്ച ഗ്രാഫൈൻ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്യൂബുകൾ ഉണ്ടാകാം, ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ ഗ്രാഫൈൻ ഗ്രാഫൈൻ നിർമ്മിച്ച തന്മാത്രാ സ്വിച്ചുകൾ ... ഗ്രാഫിൻ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ തിളങ്ങും.

ഗ്രാഫൈൻ ഉപയോഗിച്ച് ധാരാളം ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സമീപഭാവിയിൽ ദൃശ്യമാകുമെന്ന് നമുക്ക് പ്രതീക്ഷിക്കാം. ഞങ്ങളുടെ സ്മാർട്ട്ഫോണുകളും നെറ്റ്ബുക്കുകളും ചുരുട്ടാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, ഞങ്ങളുടെ ചെവിയിൽ മുറുകെപ്പിടിക്കപ്പെടുമെന്നും ഞങ്ങളുടെ പോക്കറ്റുകളിൽ സ്റ്റഫ് ചെയ്യാമെന്നും അല്ലെങ്കിൽ ഉപയോഗത്തിലില്ലാത്തപ്പോൾ ഞങ്ങളുടെ കൈത്തണ്ടയിൽ പൊതിഞ്ഞതാണെന്നും ചിന്തിക്കുക!