പുതുതലമുറ സ്മാർട്ട്‌ഫോണുകൾ തണുപ്പോടെയിരിക്കാൻ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റുകൾ സഹായിക്കുന്നു

ഏറ്റവും പുതിയ സ്മാർട്ട്‌ഫോണുകളിലെ ശക്തമായ ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് തണുപ്പിക്കുന്നത് ഒരു വലിയ വെല്ലുവിളിയാകും. ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള താപം പുറന്തള്ളാൻ അനുയോജ്യമായ കാർബൺ വസ്തുക്കൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള വേഗതയേറിയതും കാര്യക്ഷമവുമായ ഒരു രീതി കിംഗ് അബ്ദുള്ള സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജി സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ മുതൽ സോളാർ പാനലുകൾ വരെയുള്ള മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഈ വൈവിധ്യമാർന്ന മെറ്റീരിയലിന് കണ്ടെത്താൻ കഴിയും.
ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന താപം കടത്തിവിടുന്നതിനും പുറന്തള്ളുന്നതിനും പല ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്രാഫൈറ്റ് കാർബണിന്റെ സ്വാഭാവിക രൂപമാണെങ്കിലും, ഇലക്ട്രോണിക്സിലെ താപ മാനേജ്മെന്റ് ആവശ്യപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രയോഗമാണ്, കൂടാതെ പലപ്പോഴും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള മൈക്രോൺ കട്ടിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകളുടെ ഉപയോഗത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. "എന്നിരുന്നാലും, പോളിമറുകൾ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ച് ഈ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന രീതി സങ്കീർണ്ണവും ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ളതുമാണ്," ഈ ജോലിക്ക് നേതൃത്വം നൽകിയ പെഡ്രോ കോസ്റ്റയുടെ ലാബിലെ പോസ്റ്റ്ഡോക് ഗീതാഞ്ജലി ദിയോക്കർ വിശദീകരിക്കുന്നു. 3,200 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താപനില ആവശ്യമുള്ളതും കുറച്ച് മൈക്രോണുകളേക്കാൾ കനംകുറഞ്ഞ ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയാത്തതുമായ ഒരു മൾട്ടി-സ്റ്റെപ്പ് പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്.
ഏകദേശം 100 നാനോമീറ്റർ കട്ടിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള വേഗതയേറിയതും ഊർജ്ജക്ഷമതയുള്ളതുമായ ഒരു രീതി ഡിയോക്കറും കോസ്റ്റയും സഹപ്രവർത്തകരും വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. നിക്കൽ ഫോയിലിൽ നാനോമീറ്റർ കട്ടിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകൾ (NGFs) വളർത്താൻ കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (CVD) എന്ന സാങ്കേതിക വിദ്യയാണ് സംഘം ഉപയോഗിച്ചത്, അവിടെ നിക്കൽ ചൂടുള്ള മീഥേനെ അതിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഗ്രാഫൈറ്റാക്കി മാറ്റുന്നതിനെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു. "900 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് പ്രതിപ്രവർത്തന താപനിലയിൽ വെറും 5 മിനിറ്റ് CVD വളർച്ചാ ഘട്ടത്തിൽ ഞങ്ങൾ NGF നേടി," ഡിയോക്കർ പറഞ്ഞു.
NGF ന് 55 cm2 വരെ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഷീറ്റുകളായി വളരാനും ഫോയിലിന്റെ ഇരുവശത്തും വളരാനും കഴിയും. സിംഗിൾ-ലെയർ ഗ്രാഫീൻ ഫിലിമുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഒരു സാധാരണ ആവശ്യകതയായ പോളിമർ സപ്പോർട്ട് ലെയറിന്റെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ ഇത് നീക്കം ചെയ്യാനും മറ്റ് പ്രതലങ്ങളിലേക്ക് മാറ്റാനും കഴിയും.
ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി വിദഗ്ദ്ധനായ അലസ്സാൻഡ്രോ ജെനോവസുമായി ചേർന്ന് പ്രവർത്തിച്ച സംഘം, നിക്കലിൽ NGF ന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷനുകളുടെ ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (TEM) ചിത്രങ്ങൾ നേടി. "ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകളും നിക്കൽ ഫോയിലും തമ്മിലുള്ള ഇന്റർഫേസ് നിരീക്ഷിക്കുന്നത് അഭൂതപൂർവമായ നേട്ടമാണ്, കൂടാതെ ഈ ഫിലിമുകളുടെ വളർച്ചാ സംവിധാനത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ ഉൾക്കാഴ്ചകൾ നൽകും," കോസ്റ്റ പറഞ്ഞു.
വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ മൈക്രോൺ-കട്ടിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകൾക്കും സിംഗിൾ-ലെയർ ഗ്രാഫൈനും ഇടയിലാണ് NGF ന്റെ കനം. "NGF ഗ്രാഫീനിനെയും വ്യാവസായിക ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റുകളെയും പൂരകമാക്കുന്നു, ഇത് ലെയേർഡ് കാർബൺ ഫിലിമുകളുടെ ആയുധപ്പുരയിലേക്ക് ചേർക്കുന്നു," കോസ്റ്റ പറഞ്ഞു. ഉദാഹരണത്തിന്, അതിന്റെ വഴക്കം കാരണം, ഇപ്പോൾ വിപണിയിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടാൻ തുടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഫ്ലെക്സിബിൾ മൊബൈൽ ഫോണുകളിൽ താപ മാനേജ്മെന്റിനായി NGF ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും. "ഗ്രാഫീൻ ഫിലിമുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, NGF ന്റെ സംയോജനം വിലകുറഞ്ഞതും കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതുമായിരിക്കും," അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേർത്തു.
എന്നിരുന്നാലും, താപ വിസർജ്ജനത്തിനപ്പുറം NGF-ന് നിരവധി ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്. TEM ചിത്രങ്ങളിൽ എടുത്തുകാണിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു രസകരമായ സവിശേഷത, NGF-ന്റെ ചില ഭാഗങ്ങൾ കാർബണിന്റെ ഏതാനും പാളികൾ മാത്രമാണെന്നതാണ്. "ശ്രദ്ധേയമായി, ഒന്നിലധികം പാളികളുള്ള ഗ്രാഫീൻ ഡൊമെയ്‌നുകളുടെ സാന്നിധ്യം ഫിലിമിലുടനീളം ദൃശ്യപ്രകാശ സുതാര്യതയുടെ മതിയായ അളവ് ഉറപ്പാക്കുന്നു," ഡിയോക്ക പറഞ്ഞു. ചാലകവും അർദ്ധസുതാര്യവുമായ NGF സോളാർ സെല്ലുകളുടെ ഒരു ഘടകമായോ നൈട്രജൻ ഡൈ ഓക്സൈഡ് വാതകം കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലായോ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ഗവേഷണ സംഘം അനുമാനിച്ചു. "ഒരു മൾട്ടിഫങ്ഷണൽ ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിൽ NGF ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കാൻ ഞങ്ങൾ പദ്ധതിയിടുന്നു," കോസ്റ്റ പറഞ്ഞു.
കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ: ഗീതാഞ്ജലി ദിയോക്കർ തുടങ്ങിയവർ, വേഫർ-സ്കെയിൽ നിക്കൽ ഫോയിലിൽ നാനോമീറ്റർ കട്ടിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഫിലിമുകളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വളർച്ചയും അവയുടെ ഘടനാ വിശകലനവും, നാനോ ടെക്നോളജി (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
അക്ഷരത്തെറ്റ്, കൃത്യതയില്ലായ്മ എന്നിവ നേരിടുകയാണെങ്കിൽ, അല്ലെങ്കിൽ ഈ പേജിലെ ഉള്ളടക്കം എഡിറ്റ് ചെയ്യാൻ അഭ്യർത്ഥന സമർപ്പിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ദയവായി ഈ ഫോം ഉപയോഗിക്കുക. പൊതുവായ ചോദ്യങ്ങൾക്ക്, ദയവായി ഞങ്ങളുടെ കോൺടാക്റ്റ് ഫോം ഉപയോഗിക്കുക. പൊതുവായ ഫീഡ്‌ബാക്കിനായി, താഴെയുള്ള പൊതു അഭിപ്രായ വിഭാഗം ഉപയോഗിക്കുക (നിർദ്ദേശങ്ങൾ പാലിക്കുക).
നിങ്ങളുടെ അഭിപ്രായം ഞങ്ങൾക്ക് പ്രധാനമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സന്ദേശങ്ങളുടെ ബാഹുല്യം കാരണം, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ പ്രതികരണം ഞങ്ങൾക്ക് ഉറപ്പ് നൽകാൻ കഴിയില്ല.
നിങ്ങളുടെ ഇമെയിൽ വിലാസം സ്വീകർത്താക്കളെ ഇമെയിൽ അയച്ചത് ആരാണെന്ന് അറിയിക്കാൻ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. നിങ്ങളുടെ വിലാസമോ സ്വീകർത്താവിന്റെ വിലാസമോ മറ്റ് ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കില്ല. നിങ്ങൾ നൽകുന്ന വിവരങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ ഇമെയിലിൽ ദൃശ്യമാകും കൂടാതെ Phys.org ഒരു രൂപത്തിലും സംഭരിക്കുകയുമില്ല.
നിങ്ങളുടെ ഇൻബോക്സിൽ ആഴ്ചതോറുമുള്ളതും ദിവസേനയുള്ളതുമായ അപ്‌ഡേറ്റുകൾ സ്വീകരിക്കുക. നിങ്ങൾക്ക് എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും അൺസബ്‌സ്‌ക്രൈബ് ചെയ്യാം, ഞങ്ങൾ ഒരിക്കലും നിങ്ങളുടെ വിശദാംശങ്ങൾ മൂന്നാം കക്ഷികളുമായി പങ്കിടില്ല.
ഞങ്ങളുടെ ഉള്ളടക്കം എല്ലാവർക്കും ലഭ്യമാക്കാൻ ഞങ്ങൾ സഹായിക്കുന്നു. ഒരു പ്രീമിയം അക്കൗണ്ട് ഉപയോഗിച്ച് സയൻസ് എക്‌സിന്റെ ദൗത്യത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നത് പരിഗണിക്കുക.