ग्राफीन क्या है? एक अद्भुत जादुई पदार्थ

हाल के वर्षों में, सुपरमटेरियल ग्राफीन पर काफी ध्यान दिया गया है। लेकिन ग्राफीन है क्या? कल्पना कीजिए एक ऐसे पदार्थ की जो स्टील से 200 गुना अधिक मजबूत है, लेकिन कागज से 1000 गुना हल्का है।
2004 में, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के दो वैज्ञानिकों, आंद्रेई गेम और कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव ने ग्रेफाइट के साथ प्रयोग किया। जी हां, वही पदार्थ जो पेंसिल की नोक पर पाया जाता है। वे इस पदार्थ के बारे में उत्सुक थे और जानना चाहते थे कि क्या इसे एक परत में हटाया जा सकता है। इसलिए उन्होंने एक अनोखा उपकरण खोजा: डक्ट टेप।
“आप टेप को ग्रेफाइट या अभ्रक के ऊपर रखते हैं और फिर ऊपरी परत को छील देते हैं,” हीम ने बीबीसी को समझाया। टेप से ग्रेफाइट के टुकड़े उड़ते हैं। फिर टेप को आधा मोड़कर ऊपरी परत पर चिपका दें, फिर उन्हें अलग कर दें। इस प्रक्रिया को 10 या 20 बार दोहराएं।
“हर बार ये परतें और भी पतली होती जाती हैं। अंत में, बेल्ट पर बहुत पतली परतें ही रह जाती हैं। आप टेप को घोलते हैं और सब कुछ घुल जाता है।”
आश्चर्यजनक रूप से, टेप विधि ने अद्भुत परिणाम दिए। इस रोचक प्रयोग से एकल-परत ग्राफीन कणों की खोज हुई।
2010 में, हीम और नोवोसेलोव को ग्रेफीन की खोज के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला, जो कि कार्बन परमाणुओं से बना एक पदार्थ है जो चिकन वायर के समान एक षट्कोणीय जाली में व्यवस्थित होता है।
ग्राफीन की अद्भुत विशेषताओं में से एक इसकी संरचना है। शुद्ध ग्राफीन की एक परत कार्बन परमाणुओं की एक परत के रूप में दिखाई देती है जो षट्कोणीय जाली संरचना में व्यवस्थित होती है। यह परमाणु-स्तरीय मधुकोश संरचना ग्राफीन को इसकी प्रभावशाली मजबूती प्रदान करती है।
ग्राफीन विद्युत क्षेत्र में भी एक महारथी है। कमरे के तापमान पर, यह किसी भी अन्य पदार्थ की तुलना में बेहतर विद्युत चालक है।
क्या आपको कार्बन परमाणु याद हैं जिनके बारे में हमने बात की थी? दरअसल, उनमें एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होता है जिसे पाई इलेक्ट्रॉन कहते हैं। यह इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से गति करता है, जिससे यह बहुत कम प्रतिरोध के साथ ग्राफीन की कई परतों में चालकता उत्पन्न कर सकता है।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) में ग्राफीन पर हाल ही में हुए शोध में एक लगभग जादुई खोज हुई है: जब आप ग्राफीन की दो परतों को थोड़ा सा (केवल 1.1 डिग्री) घुमाकर उनकी संरेखण से बाहर कर देते हैं, तो ग्राफीन एक सुपरकंडक्टर बन जाता है।
इसका मतलब यह है कि यह बिना प्रतिरोध या ऊष्मा के बिजली का संचालन कर सकता है, जिससे कमरे के तापमान पर भविष्य में अतिचालकता के लिए रोमांचक संभावनाएं खुलती हैं।
ग्राफीन के सबसे बहुप्रतीक्षित अनुप्रयोगों में से एक बैटरी क्षेत्र है। इसकी उत्कृष्ट चालकता के कारण, हम ऐसी ग्राफीन बैटरी बना सकते हैं जो आधुनिक लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में तेजी से चार्ज होती हैं और अधिक समय तक चलती हैं।
सैमसंग और हुआवेई जैसी कुछ बड़ी कंपनियों ने पहले ही यह रास्ता अपना लिया है, जिसका उद्देश्य इन तकनीकी प्रगति को हमारे रोजमर्रा के गैजेट्स में शामिल करना है।
कैम्ब्रिज ग्राफीन सेंटर के निदेशक और यूरोपियन ग्राफीन द्वारा संचालित ग्राफीन फ्लैगशिप के शोधकर्ता एंड्रिया फेरारी ने कहा, "हमें उम्मीद है कि 2024 तक ग्राफीन उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला बाजार में उपलब्ध होगी।" कंपनी संयुक्त परियोजनाओं में 1 बिलियन यूरो का निवेश कर रही है। यह गठबंधन ग्राफीन प्रौद्योगिकी के विकास को गति प्रदान करता है।
फ्लैगशिप के अनुसंधान साझेदार पहले से ही ग्राफीन बैटरी बना रहे हैं जो आज की सर्वश्रेष्ठ उच्च-ऊर्जा बैटरी की तुलना में 20% अधिक क्षमता और 15% अधिक ऊर्जा प्रदान करती हैं। अन्य टीमों ने ग्राफीन-आधारित सौर सेल बनाए हैं जो सूर्य के प्रकाश को बिजली में परिवर्तित करने में 20 प्रतिशत अधिक कुशल हैं।
हालांकि कुछ शुरुआती उत्पादों ने ग्राफीन की क्षमता का भरपूर उपयोग किया है, जैसे कि हेड स्पोर्ट्स उपकरण, लेकिन अभी और भी बेहतर होना बाकी है। जैसा कि फेरारी ने कहा: "हम ग्राफीन की बात कर रहे हैं, लेकिन वास्तव में हम कई विकल्पों पर विचार कर रहे हैं। चीजें सही दिशा में आगे बढ़ रही हैं।"
इस लेख को कृत्रिम बुद्धिमत्ता तकनीक का उपयोग करके अद्यतन किया गया है, तथ्यों की जांच की गई है और हाउस्टफवर्क्स के संपादकों द्वारा संपादित किया गया है।
खेल उपकरण निर्माता कंपनी हेड ने इस अद्भुत सामग्री का उपयोग किया है। उनका ग्राफीन XT टेनिस रैकेट समान वजन पर 20% हल्का होने का दावा करता है। यह वास्तव में क्रांतिकारी तकनीक है!
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