ग्रैफीन क्या है? एक अविश्वसनीय जादुई पदार्थ

हाल के वर्षों में, सुपरमैटेरियल ग्रैफीन पर काफ़ी ध्यान दिया गया है। लेकिन ग्रैफीन क्या है? ज़रा सोचिए, एक ऐसे पदार्थ की जो स्टील से 200 गुना ज़्यादा मज़बूत है, लेकिन कागज़ से 1000 गुना हल्का है।
2004 में, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के दो वैज्ञानिकों, आंद्रेई गेम और कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव, ने ग्रेफाइट के साथ "खेल" किया। जी हाँ, वही चीज़ जो आपको पेंसिल की नोक पर मिलती है। वे इस पदार्थ के बारे में जानने के लिए उत्सुक थे और जानना चाहते थे कि क्या इसे एक ही परत में हटाया जा सकता है। इसलिए उन्हें एक अनोखा उपकरण मिला: डक्ट टेप।
हेम ने बीबीसी को बताया, "आप [टेप] को ग्रेफाइट या माइका पर रखते हैं और फिर ऊपरी परत को छील देते हैं।" टेप से ग्रेफाइट के टुकड़े उड़ जाते हैं। फिर टेप को आधा मोड़कर ऊपरी शीट पर चिपका देते हैं, फिर उन्हें अलग कर देते हैं। फिर आप इस प्रक्रिया को 10 या 20 बार दोहराते हैं।
"हर बार ये परतें पतली-पतली परतों में टूट जाती हैं। अंत में, बेल्ट पर बहुत पतली परतें रह जाती हैं। आप टेप को घोलते हैं और सब कुछ घुल जाता है।"
आश्चर्यजनक रूप से, टेप विधि ने अद्भुत काम किया। इस दिलचस्प प्रयोग से एकल-परत वाले ग्रैफीन फ्लेक्स की खोज हुई।
2010 में, हेम और नोवोसेलोव को ग्राफीन की खोज के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला। ग्राफीन एक ऐसा पदार्थ है जो चिकन वायर के समान षट्कोणीय जाली में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं से बना है।
ग्रैफीन की अद्भुतता का एक मुख्य कारण इसकी संरचना है। शुद्ध ग्रैफीन की एक परत षट्कोणीय जालीदार संरचना में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक परत जैसी दिखाई देती है। यह परमाणु-स्तरीय छत्ते जैसी संरचना ग्रैफीन को उसकी प्रभावशाली शक्ति प्रदान करती है।
ग्रैफ़ीन भी एक विद्युत सुपरस्टार है। कमरे के तापमान पर, यह किसी भी अन्य पदार्थ की तुलना में बेहतर विद्युत प्रवाहकत्त्व करता है।
याद है वो कार्बन परमाणु जिनकी हमने चर्चा की थी? खैर, उनमें से प्रत्येक में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होता है जिसे पाई इलेक्ट्रॉन कहते हैं। यह इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से गति करता है, जिससे यह ग्रैफीन की कई परतों से बिना किसी प्रतिरोध के गुज़र सकता है।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) में ग्राफीन पर हाल ही में किए गए शोध में एक जादुई बात सामने आई है: जब आप ग्राफीन की दो परतों को थोड़ा सा (केवल 1.1 डिग्री) घुमाते हैं, तो ग्राफीन एक सुपरकंडक्टर बन जाता है।
इसका अर्थ यह है कि यह बिना किसी प्रतिरोध या ऊष्मा के विद्युत का संचालन कर सकता है, जिससे भविष्य में कमरे के तापमान पर अतिचालकता की रोमांचक संभावनाएं खुल सकती हैं।
ग्राफीन का सबसे प्रतीक्षित अनुप्रयोग बैटरियों में है। इसकी उत्कृष्ट चालकता के कारण, हम ग्राफीन बैटरियों का उत्पादन कर सकते हैं जो आधुनिक लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में तेज़ी से चार्ज होती हैं और अधिक समय तक चलती हैं।
सैमसंग और हुआवेई जैसी कुछ बड़ी कंपनियां पहले ही इस रास्ते पर चल पड़ी हैं, जिनका लक्ष्य इन उन्नतियों को हमारे रोजमर्रा के गैजेट्स में शामिल करना है।
कैम्ब्रिज ग्राफीन सेंटर की निदेशक और यूरोपियन ग्राफीन द्वारा संचालित पहल, ग्राफीन फ्लैगशिप की शोधकर्ता एंड्रिया फेरारी ने कहा, "हमें उम्मीद है कि 2024 तक ग्राफीन उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला बाज़ार में आ जाएगी।" कंपनी संयुक्त परियोजनाओं में 1 अरब यूरो का निवेश कर रही है। यह गठबंधन ग्राफीन तकनीक के विकास को गति देगा।
फ्लैगशिप के अनुसंधान साझेदार पहले से ही ग्राफीन बैटरियाँ बना रहे हैं जो आज की सर्वश्रेष्ठ उच्च-ऊर्जा बैटरियों 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।
हालाँकि कुछ शुरुआती उत्पाद, जैसे हेड स्पोर्ट्स उपकरण, ने ग्रैफ़ीन की क्षमता का भरपूर उपयोग किया है, लेकिन इसका सबसे अच्छा परिणाम अभी आना बाकी है। जैसा कि फेरारी ने कहा: "हम ग्रैफ़ीन की बात करते हैं, लेकिन वास्तव में हम अध्ययन किए जा रहे कई विकल्पों की बात कर रहे हैं। चीज़ें सही दिशा में आगे बढ़ रही हैं।"
इस लेख को कृत्रिम बुद्धिमत्ता तकनीक का उपयोग करके अद्यतन किया गया है, तथ्य-जांच की गई है, और हाउस्टफवर्क्स के संपादकों द्वारा संपादित किया गया है।
खेल उपकरण निर्माता कंपनी हेड ने इस अद्भुत सामग्री का इस्तेमाल किया है। उनका ग्रैफीन एक्सटी टेनिस रैकेट उसी वज़न में 20% हल्का होने का दावा करता है। यह वाकई एक क्रांतिकारी तकनीक है!
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