എന്താണ് ഗ്രാഫീൻ? അവിശ്വസനീയമായ ഒരു മാന്ത്രിക വസ്തു

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, സൂപ്പർമെറ്റീരിയൽ ഗ്രാഫീനിന് വളരെയധികം ശ്രദ്ധ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ ഗ്രാഫീൻ എന്താണ്? ശരി, സ്റ്റീലിനേക്കാൾ 200 മടങ്ങ് ശക്തവും എന്നാൽ കടലാസിനേക്കാൾ 1000 മടങ്ങ് ഭാരം കുറഞ്ഞതുമായ ഒരു വസ്തു സങ്കൽപ്പിക്കുക.
2004-ൽ, മാഞ്ചസ്റ്റർ സർവകലാശാലയിലെ രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞരായ ആൻഡ്രി ഗെയിം, കോൺസ്റ്റാന്റിൻ നോവോസെലോവ് എന്നിവർ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് "കളിച്ചു". അതെ, പെൻസിലിന്റെ അഗ്രത്തിൽ നിങ്ങൾ കാണുന്ന അതേ കാര്യം. അവർക്ക് മെറ്റീരിയലിനെക്കുറിച്ച് ജിജ്ഞാസയുണ്ടായിരുന്നു, അത് ഒരു പാളിയിൽ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയുമോ എന്ന് അറിയാൻ അവർ ആഗ്രഹിച്ചു. അങ്ങനെ അവർ അസാധാരണമായ ഒരു ഉപകരണം കണ്ടെത്തി: ഡക്റ്റ് ടേപ്പ്.
"നിങ്ങൾ [ടേപ്പ്] ഗ്രാഫൈറ്റിലോ മൈക്കയിലോ വയ്ക്കുകയും പിന്നീട് മുകളിലെ പാളി പറിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യുക," ഹെയ്ം ബിബിസിയോട് വിശദീകരിച്ചു. ഗ്രാഫൈറ്റ് അടരുകൾ ടേപ്പിൽ നിന്ന് പറന്നുപോകുന്നു. തുടർന്ന് ടേപ്പ് പകുതിയായി മടക്കി മുകളിലെ ഷീറ്റിൽ ഒട്ടിക്കുക, തുടർന്ന് അവയെ വീണ്ടും വേർതിരിക്കുക. തുടർന്ന് നിങ്ങൾ ഈ പ്രക്രിയ 10 അല്ലെങ്കിൽ 20 തവണ ആവർത്തിക്കുന്നു.
"ഓരോ തവണയും അടരുകൾ കൂടുതൽ കൂടുതൽ നേർത്ത അടരുകളായി വിഘടിക്കുന്നു. അവസാനം, വളരെ നേർത്ത അടരുകൾ ബെൽറ്റിൽ അവശേഷിക്കും. നിങ്ങൾ ടേപ്പ് അലിയിക്കുമ്പോൾ എല്ലാം അലിഞ്ഞുപോകും."
അതിശയകരമെന്നു പറയട്ടെ, ടേപ്പ് രീതി അത്ഭുതങ്ങൾ പ്രവർത്തിച്ചു. ഈ രസകരമായ പരീക്ഷണം ഒറ്റ-പാളി ഗ്രാഫീൻ അടരുകളുടെ കണ്ടെത്തലിലേക്ക് നയിച്ചു.
ചിക്കൻ വയർ പോലെ ഷഡ്ഭുജാകൃതിയിലുള്ള ഒരു ലാറ്റിസിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്ന കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ ചേർന്ന ഒരു വസ്തുവായ ഗ്രാഫീൻ കണ്ടെത്തിയതിന് 2010 ൽ ഹെയ്മിനും നോവോസെലോവിനും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു.
ഗ്രാഫീൻ ഇത്ര അത്ഭുതകരമാകാനുള്ള പ്രധാന കാരണങ്ങളിലൊന്ന് അതിന്റെ ഘടനയാണ്. ഷഡ്ഭുജാകൃതിയിലുള്ള ലാറ്റിസ് ഘടനയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്ന കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളിയായി പ്രാകൃത ഗ്രാഫീനിന്റെ ഒരു ഒറ്റ പാളി കാണപ്പെടുന്നു. ഈ ആറ്റോമിക്-സ്കെയിൽ തേൻകോമ്പ് ഘടന ഗ്രാഫീന് അതിന്റെ അതിശയകരമായ ശക്തി നൽകുന്നു.
ഗ്രാഫീൻ ഒരു വൈദ്യുത സൂപ്പർസ്റ്റാർ കൂടിയാണ്. മുറിയിലെ താപനിലയിൽ, മറ്റേതൊരു വസ്തുവിനേക്കാളും നന്നായി ഇത് വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നു.
നമ്മൾ ചർച്ച ചെയ്ത കാർബൺ ആറ്റങ്ങളെ ഓർക്കുന്നുണ്ടോ? ശരി, അവയിൽ ഓരോന്നിനും പൈ ഇലക്ട്രോൺ എന്ന ഒരു അധിക ഇലക്ട്രോൺ ഉണ്ട്. ഈ ഇലക്ട്രോൺ സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധത്തോടെ ഗ്രാഫീനിന്റെ ഒന്നിലധികം പാളികളിലൂടെ ചാലകം നടത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു.
മസാച്യുസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി (എംഐടി) ഗ്രാഫീനിനെക്കുറിച്ച് അടുത്തിടെ നടത്തിയ ഗവേഷണങ്ങൾ ഏതാണ്ട് മാന്ത്രികമായ ഒരു കാര്യം കണ്ടെത്തി: നിങ്ങൾ ഗ്രാഫീനിന്റെ രണ്ട് പാളികൾ ചെറുതായി (വെറും 1.1 ഡിഗ്രി) വിന്യാസത്തിൽ നിന്ന് തിരിക്കുമ്പോൾ, ഗ്രാഫീൻ ഒരു സൂപ്പർകണ്ടക്ടറായി മാറുന്നു.
ഇതിനർത്ഥം പ്രതിരോധമോ ചൂടോ ഇല്ലാതെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാൻ ഇതിന് കഴിയും, ഇത് ഭാവിയിലെ സൂപ്പർകണ്ടക്ടിവിറ്റിക്ക് മുറിയിലെ താപനിലയിൽ ആവേശകരമായ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു.
ഗ്രാഫീനിന്റെ ഏറ്റവും പ്രതീക്ഷയോടെ കാത്തിരിക്കുന്ന പ്രയോഗങ്ങളിലൊന്ന് ബാറ്ററികളിലാണ്. മികച്ച ചാലകത കാരണം, ആധുനിക ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളേക്കാൾ വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യുന്നതും കൂടുതൽ കാലം നിലനിൽക്കുന്നതുമായ ഗ്രാഫീൻ ബാറ്ററികൾ നമുക്ക് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.
സാംസങ്, ഹുവാവേ തുടങ്ങിയ ചില വലിയ കമ്പനികൾ ഇതിനകം തന്നെ ഈ പാത സ്വീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഈ പുരോഗതി നമ്മുടെ ദൈനംദിന ഗാഡ്‌ജെറ്റുകളിൽ അവതരിപ്പിക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ.
"2024 ആകുമ്പോഴേക്കും, വിവിധതരം ഗ്രാഫീൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വിപണിയിലെത്തുമെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു," കേംബ്രിഡ്ജ് ഗ്രാഫീൻ സെന്ററിന്റെ ഡയറക്ടറും യൂറോപ്യൻ ഗ്രാഫീൻ നടത്തുന്ന ഒരു സംരംഭമായ ഗ്രാഫീൻ ഫ്ലാഗ്ഷിപ്പിലെ ഗവേഷകയുമായ ആൻഡ്രിയ ഫെരാരി പറഞ്ഞു. സംയുക്ത പദ്ധതികളിൽ കമ്പനി 1 ബില്യൺ യൂറോ നിക്ഷേപിക്കുന്നു. പദ്ധതികൾ. ഈ സഖ്യം ഗ്രാഫീൻ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.
ഫ്ലാഗ്ഷിപ്പിന്റെ ഗവേഷണ പങ്കാളികൾ ഇന്നത്തെ ഏറ്റവും മികച്ച ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ബാറ്ററികളേക്കാൾ 20% കൂടുതൽ ശേഷിയും 15% കൂടുതൽ ഊർജ്ജവും നൽകുന്ന ഗ്രാഫീൻ ബാറ്ററികൾ ഇതിനകം തന്നെ സൃഷ്ടിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. സൂര്യപ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നതിൽ 20% കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമതയുള്ള ഗ്രാഫീൻ അധിഷ്ഠിത സോളാർ സെല്ലുകൾ മറ്റ് ടീമുകൾ സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ഹെഡ് സ്‌പോർട്‌സ് ഉപകരണങ്ങൾ പോലുള്ള ഗ്രാഫീനിന്റെ സാധ്യതകൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയ ചില ആദ്യകാല ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലും, ഏറ്റവും മികച്ചത് ഇനിയും വരാനിരിക്കുന്നതേയുള്ളൂ. ഫെരാരി സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ: “നമ്മൾ ഗ്രാഫീനിനെക്കുറിച്ചാണ് സംസാരിക്കുന്നത്, പക്ഷേ വാസ്തവത്തിൽ നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് പഠനവിധേയമാകുന്ന നിരവധി ഓപ്ഷനുകളെക്കുറിച്ചാണ്. കാര്യങ്ങൾ ശരിയായ ദിശയിലാണ് നീങ്ങുന്നത്.”
ഈ ലേഖനം കൃത്രിമബുദ്ധി സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, വസ്തുതകൾ പരിശോധിച്ച്, HowStuffWorks എഡിറ്റർമാർ എഡിറ്റ് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.
സ്‌പോർട്‌സ് ഉപകരണ നിർമ്മാതാക്കളായ ഹെഡ് ആണ് ഈ അത്ഭുതകരമായ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്. അവരുടെ ഗ്രാഫീൻ XT ടെന്നീസ് റാക്കറ്റ് അതേ ഭാരത്തിൽ 20% ഭാരം കുറഞ്ഞതാണെന്ന് അവകാശപ്പെടുന്നു. ഇത് ശരിക്കും വിപ്ലവകരമായ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`രചന:${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&t.byline_date_html&&(e+=” | “),t.byline_date_html&&(e+=t.byline_date_html);var i=t.body_html .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); e+=`\n\t\t\t\t എന്ന് റിട്ടേൺ ചെയ്യുക