উচ্চ মানের গ্রাফাইটের চমৎকার যান্ত্রিক শক্তি, তাপীয় স্থিতিশীলতা, উচ্চ নমনীয়তা এবং অত্যন্ত উচ্চ সমতলীয় তাপ ও বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে, যা এটিকে টেলিফোনের ব্যাটারিতে ব্যবহৃত ফটোথার্মাল কন্ডাক্টরের মতো অনেক প্রয়োগের জন্য অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উন্নত উপাদানে পরিণত করেছে। উদাহরণস্বরূপ, এক বিশেষ ধরনের গ্রাফাইট, হাইলি অর্ডারড পাইরোলিটিক গ্রাফাইট (HOPG), পরীক্ষাগারে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত উপাদানগুলোর মধ্যে অন্যতম। এই চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলো গ্রাফাইটের স্তরযুক্ত কাঠামোর কারণে হয়ে থাকে, যেখানে গ্রাফিন স্তরের কার্বন পরমাণুগুলোর মধ্যে শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, তাপ ও বৈদ্যুতিক পরিবাহিতায় অবদান রাখে, এবং একই সাথে গ্রাফিন স্তরগুলোর মধ্যে খুব কম মিথস্ক্রিয়া ঘটে। এই ক্রিয়ার ফলে গ্রাফাইট উচ্চ মাত্রার নমনীয়তা লাভ করে। যদিও প্রকৃতিতে গ্রাফাইট ১০০০ বছরেরও বেশি সময় ধরে আবিষ্কৃত হয়েছে এবং এর কৃত্রিম সংশ্লেষণ ১০০ বছরেরও বেশি সময় ধরে অধ্যয়ন করা হয়েছে, প্রাকৃতিক এবং কৃত্রিম উভয় প্রকার গ্রাফাইট নমুনার গুণমান আদর্শ থেকে অনেক দূরে। উদাহরণস্বরূপ, গ্রাফাইট পদার্থে বৃহত্তম একক স্ফটিক গ্রাফাইট ডোমেনের আকার সাধারণত ১ মিমি-এর কম হয়, যা কোয়ার্টজ একক স্ফটিক এবং সিলিকন একক স্ফটিকের মতো অনেক স্ফটিকের আকারের সম্পূর্ণ বিপরীত। এই আকার এক মিটার পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। একক-স্ফটিক গ্রাফাইটের এই অত্যন্ত ক্ষুদ্র আকারের কারণ হলো গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে দুর্বল মিথস্ক্রিয়া, এবং বৃদ্ধির সময় গ্রাফিন স্তরের সমতলতা বজায় রাখা কঠিন, তাই গ্রাফাইট সহজেই বিশৃঙ্খলভাবে একাধিক একক-স্ফটিক দানার সীমানায় ভেঙে যায়। এই মূল সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, উলসান ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (UNIST)-এর প্রফেসর এমেরিটাস এবং তাঁর সহযোগী অধ্যাপক লিউ কাইহুই, পিকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ওয়াং এঙ্গে এবং অন্যান্যরা ইঞ্চি স্কেল পর্যন্ত পাতলা গ্রাফাইট একক স্ফটিক ফিল্ম সংশ্লেষণের জন্য একটি কৌশল প্রস্তাব করেছেন। তাদের পদ্ধতিতে সাবস্ট্রেট হিসেবে একটি একক-স্ফটিক নিকেল ফয়েল ব্যবহার করা হয়, এবং নিকেল ফয়েলের পেছন দিক থেকে একটি “আইসোথার্মাল দ্রবণ-ব্যাপন-অবক্ষেপণ প্রক্রিয়া”-র মাধ্যমে কার্বন পরমাণু সরবরাহ করা হয়। গ্যাসীয় কার্ডবোর্ড উৎস ব্যবহার করার পরিবর্তে, তারা গ্রাফাইটের বৃদ্ধি সহজ করার জন্য একটি কঠিন কার্বন উপাদান বেছে নিয়েছেন। এই নতুন কৌশলটির মাধ্যমে প্রায় ১ ইঞ্চি এবং ৩৫ মাইক্রন পুরুত্বের একক-স্ফটিক গ্রাফাইট ফিল্ম, বা কয়েক দিনের মধ্যে ১,০০,০০০-এরও বেশি গ্রাফিন স্তর উৎপাদন করা সম্ভব। উপলব্ধ সমস্ত গ্রাফাইট নমুনার তুলনায়, একক-স্ফটিক গ্রাফাইটের তাপ পরিবাহিতা ~2880 W m-1K-1, এতে অপদ্রব্যের পরিমাণ নগণ্য এবং স্তরগুলির মধ্যে দূরত্ব সর্বনিম্ন। (1) অতি-সমতল সাবস্ট্রেট হিসেবে বড় আকারের একক-স্ফটিক নিকেল ফিল্মের সফল সংশ্লেষণ সংশ্লেষিত গ্রাফাইটের বিশৃঙ্খলা এড়িয়ে চলে; (2) প্রায় 100 ঘন্টায় সমতাপীয়ভাবে 100,000 গ্রাফিন স্তর তৈরি করা হয়, যাতে গ্রাফিনের প্রতিটি স্তর একই রাসায়নিক পরিবেশ এবং তাপমাত্রায় সংশ্লেষিত হয়, যা গ্রাফাইটের অভিন্ন গুণমান নিশ্চিত করে; (3) নিকেল ফয়েলের বিপরীত দিক থেকে কার্বনের অবিচ্ছিন্ন সরবরাহ গ্রাফিনের স্তরগুলিকে খুব উচ্চ হারে ক্রমাগত বৃদ্ধি পেতে দেয়, প্রায় প্রতি পাঁচ সেকেন্ডে একটি স্তর,"
পোস্ট করার সময়: ০৯-নভেম্বর-২০২২