ग्रेफीन क्या है? एक अविश्वसनीय जादुई पदार्थ

हाल के वर्षों में, सुपरमटेरियल ग्रेफीन पर बहुत ध्यान दिया गया है। लेकिन ग्रेफीन क्या है? अच्छा, एक ऐसे पदार्थ की कल्पना करें जो स्टील से 200 गुना मजबूत है, लेकिन कागज से 1000 गुना हल्का है।
2004 में, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के दो वैज्ञानिक, आंद्रेई गीम और कोंस्टेंटिन 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 उत्सुक थे और जानना चाहते थे कि क्या इसे एक परत में हटाया जा सकता है। इसलिए उन्होंने एक असामान्य उपकरण पाया: डक्ट टेप।
हेम ने बीबीसी को बताया, "आप [टेप] को ग्रेफाइट या माइका के ऊपर रखते हैं और फिर ऊपरी परत को छील देते हैं।" टेप से ग्रेफाइट के टुकड़े उड़ जाते हैं। फिर टेप को आधा मोड़कर ऊपर की शीट पर चिपका दें, फिर उन्हें फिर से अलग कर दें। फिर आप इस प्रक्रिया को 10 या 20 बार दोहराते हैं।
"हर बार गुच्छे पतले-पतले गुच्छों में टूट जाते हैं। अंत में, बेल्ट पर बहुत पतले गुच्छे रह जाते 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 सिंगल-लेयर ग्रेफीन 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 होता है।
ग्रेफीन के इतने अद्भुत होने का एक मुख्य कारण इसकी संरचना है। प्राचीन ग्रेफीन की एक परत षट्कोणीय जाली संरचना में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक परत के रूप में दिखाई देती है। यह परमाणु-पैमाने की छत्ते जैसी संरचना ग्रेफीन को इसकी प्रभावशाली ताकत देती है।
ग्राफीन भी एक विद्युत सुपरस्टार है। कमरे के तापमान पर, यह किसी भी अन्य पदार्थ की तुलना में बेहतर विद्युत का संचालन करता है।
याद है वो कार्बन परमाणु जिनके बारे में हमने चर्चा की थी? खैर, उनमें से प्रत्येक में एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन होता है जिसे पाई इलेक्ट्रॉन कहा जाता है। यह इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से घूमता है, जिससे यह कम प्रतिरोध के साथ ग्राफीन की कई परतों के माध्यम से चालन कर सकता है।
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) में ग्राफीन पर हाल ही में किए गए शोध में एक ऐसी जादुई बात सामने आई है: जब आप ग्राफीन की दो परतों को थोड़ा (केवल 1.1 डिग्री) घुमाते हैं, तो ग्राफीन एक सुपरकंडक्टर बन जाता है।
इसका अर्थ यह है कि यह बिना किसी प्रतिरोध या गर्मी के बिजली का संचालन कर सकता है, जिससे भविष्य में कमरे के तापमान पर अतिचालकता की रोमांचक संभावनाएं खुल सकती हैं।
ग्राफीन का सबसे ज़्यादा प्रत्याशित उपयोग बैटरियों में है। इसकी बेहतरीन 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 लंबे 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 के निदेशक और यूरोपियन ग्राफीन द्वारा संचालित पहल ग्राफीन फ्लैगशिप के शोधकर्ता एंड्रिया फेरारी ने कहा, "2024 तक, हमें उम्मीद है कि ग्राफीन उत्पादों की एक श्रृंखला बाजार में होगी।" कंपनी संयुक्त परियोजनाओं में 1 बिलियन यूरो का निवेश कर रही है। यह गठबंधन ग्राफीन तकनीक के विकास को गति देता है।
फ्लैगशिप के शोध साझेदार पहले से ही ग्राफीन बैटरियां बना रहे हैं जो आज की सबसे अच्छी 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।
हालांकि कुछ शुरुआती उत्पाद हैं जिन्होंने ग्राफीन की क्षमता का दोहन किया है, जैसे कि हेड स्पोर्ट्स उपकरण, लेकिन सबसे अच्छा आना अभी बाकी है। जैसा कि फेरारी ने कहा: "हम ग्राफीन के बारे में बात करते हैं, लेकिन वास्तव में हम अध्ययन किए जा रहे कई विकल्पों के बारे में बात कर रहे हैं। चीजें 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 हेड ने इस अद्भुत सामग्री का उपयोग किया है। उनका ग्राफीन एक्सटी टेनिस रैकेट उसी वजन पर 20% हल्का होने का दावा करता है। यह वास्तव में क्रांतिकारी तकनीक है!
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