గ్రాఫేన్ అంటే ఏమిటి? ఒక అద్భుతమైన మాయా పదార్థం

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, సూపర్ మెటీరియల్ గ్రాఫేన్‌పై చాలా శ్రద్ధ చూపబడింది. కానీ గ్రాఫేన్ అంటే ఏమిటి? సరే, ఉక్కు కంటే 200 రెట్లు బలమైనది, కానీ కాగితం కంటే 1000 రెట్లు తేలికైన పదార్థాన్ని ఊహించుకోండి.
2004లో, మాంచెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు, ఆండ్రీ గీమ్ మరియు కాన్స్టాంటిన్ నోవోసెలోవ్, గ్రాఫైట్‌తో "ఆడారు". అవును, పెన్సిల్ కొనపై మీరు కనుగొన్నది అదే. వారు పదార్థం గురించి ఆసక్తిగా ఉన్నారు మరియు దానిని ఒకే పొరలో తొలగించవచ్చో లేదో తెలుసుకోవాలనుకున్నారు. కాబట్టి వారు ఒక అసాధారణ సాధనాన్ని కనుగొన్నారు: డక్ట్ టేప్.
"మీరు [టేప్‌ను] గ్రాఫైట్ లేదా మైకాపై వేసి, ఆపై పై పొరను తొక్కండి" అని హీమ్ BBCకి వివరించాడు. గ్రాఫైట్ రేకులు టేప్ నుండి ఎగిరిపోతాయి. తర్వాత టేప్‌ను సగానికి మడిచి, పై షీట్‌కు అతికించి, ఆపై వాటిని మళ్ళీ వేరు చేయండి. తర్వాత మీరు ఈ ప్రక్రియను 10 లేదా 20 సార్లు పునరావృతం చేస్తారు.
"ప్రతిసారీ రేకులు సన్నగా మరియు సన్నగా రేకులుగా విరిగిపోతాయి. చివరికి, చాలా సన్నని రేకులు బెల్ట్ మీద ఉంటాయి. మీరు టేప్‌ను కరిగించండి మరియు ప్రతిదీ కరిగిపోతుంది."
ఆశ్చర్యకరంగా, టేప్ పద్ధతి అద్భుతాలు చేసింది. ఈ ఆసక్తికరమైన ప్రయోగం సింగిల్-లేయర్ గ్రాఫేన్ రేకుల ఆవిష్కరణకు దారితీసింది.
2010లో, హీమ్ మరియు నోవోసెలోవ్‌లు చికెన్ వైర్ మాదిరిగానే షట్కోణ జాలకలో అమర్చబడిన కార్బన్ అణువులతో కూడిన గ్రాఫేన్ అనే పదార్థాన్ని కనుగొన్నందుకు భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నారు.
గ్రాఫేన్ ఇంత అద్భుతంగా ఉండటానికి ప్రధాన కారణాలలో ఒకటి దాని నిర్మాణం. షట్కోణ జాలక నిర్మాణంలో అమర్చబడిన కార్బన్ అణువుల పొరగా సహజమైన గ్రాఫేన్ యొక్క ఒకే పొర కనిపిస్తుంది. ఈ అణు-స్థాయి తేనెగూడు నిర్మాణం గ్రాఫేన్‌కు దాని అద్భుతమైన బలాన్ని ఇస్తుంది.
గ్రాఫేన్ కూడా ఒక విద్యుత్ సూపర్ స్టార్. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఇది ఇతర పదార్థాల కంటే విద్యుత్తును బాగా వాహకంగా ఉంచుతుంది.
మనం చర్చించిన కార్బన్ అణువులను గుర్తుందా? సరే, వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి పై ఎలక్ట్రాన్ అనే అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఎలక్ట్రాన్ స్వేచ్ఛగా కదులుతుంది, తక్కువ నిరోధకతతో గ్రాఫేన్ యొక్క బహుళ పొరల ద్వారా ప్రసరణను నిర్వహించడానికి అనుమతిస్తుంది.
మసాచుసెట్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (MIT)లో గ్రాఫేన్‌పై ఇటీవలి పరిశోధన దాదాపు మాయాజాలాన్ని కనుగొంది: మీరు గ్రాఫేన్ యొక్క రెండు పొరలను కొద్దిగా (కేవలం 1.1 డిగ్రీలు) అలైన్‌మెంట్ నుండి బయటకు తిప్పినప్పుడు, గ్రాఫేన్ సూపర్ కండక్టర్‌గా మారుతుంది.
దీని అర్థం ఇది నిరోధకత లేదా వేడి లేకుండా విద్యుత్తును నిర్వహించగలదు, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద భవిష్యత్తులో సూపర్ కండక్టివిటీకి ఉత్తేజకరమైన అవకాశాలను తెరుస్తుంది.
గ్రాఫేన్ యొక్క అత్యంత ఊహించిన అనువర్తనాల్లో ఒకటి బ్యాటరీలలో ఉంది. దాని అత్యుత్తమ వాహకతకు ధన్యవాదాలు, ఆధునిక లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే వేగంగా ఛార్జ్ అయ్యే మరియు ఎక్కువ కాలం ఉండే గ్రాఫేన్ బ్యాటరీలను మనం ఉత్పత్తి చేయగలము.
శామ్సంగ్ మరియు హువావే వంటి కొన్ని పెద్ద కంపెనీలు ఇప్పటికే ఈ మార్గాన్ని తీసుకున్నాయి, ఈ పురోగతులను మన దైనందిన గాడ్జెట్లలోకి ప్రవేశపెట్టాలనే లక్ష్యంతో ఉన్నాయి.
"2024 నాటికి, వివిధ రకాల గ్రాఫేన్ ఉత్పత్తులు మార్కెట్లోకి వస్తాయని మేము ఆశిస్తున్నాము" అని కేంబ్రిడ్జ్ గ్రాఫేన్ సెంటర్ డైరెక్టర్ మరియు యూరోపియన్ గ్రాఫేన్ నిర్వహిస్తున్న గ్రాఫేన్ ఫ్లాగ్‌షిప్‌లో పరిశోధకురాలు ఆండ్రియా ఫెరారీ అన్నారు. కంపెనీ ఉమ్మడి ప్రాజెక్టులలో 1 బిలియన్ యూరోలు పెట్టుబడి పెడుతోంది. ఈ కూటమి గ్రాఫేన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధిని వేగవంతం చేస్తుంది.
ఫ్లాగ్‌షిప్ పరిశోధన భాగస్వాములు ఇప్పటికే నేటి అత్యుత్తమ అధిక శక్తి బ్యాటరీల కంటే 20% ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని మరియు 15% ఎక్కువ శక్తిని అందించే గ్రాఫేన్ బ్యాటరీలను సృష్టిస్తున్నారు. ఇతర బృందాలు సూర్యరశ్మిని విద్యుత్తుగా మార్చడంలో 20 శాతం ఎక్కువ సమర్థవంతమైన గ్రాఫేన్ ఆధారిత సౌర ఘటాలను సృష్టించాయి.
గ్రాఫేన్ సామర్థ్యాన్ని సద్వినియోగం చేసుకున్న కొన్ని ప్రారంభ ఉత్పత్తులు ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు హెడ్ స్పోర్ట్స్ పరికరాలు, కానీ ఉత్తమమైనవి ఇంకా రాలేదు. ఫెరారీ పేర్కొన్నట్లుగా: “మనం గ్రాఫేన్ గురించి మాట్లాడుకుంటాము, కానీ వాస్తవానికి మనం అధ్యయనం చేయబడుతున్న పెద్ద సంఖ్యలో ఎంపికల గురించి మాట్లాడుతున్నాము. విషయాలు సరైన దిశలో కదులుతున్నాయి.”
ఈ వ్యాసం కృత్రిమ మేధస్సు సాంకేతికతను ఉపయోగించి నవీకరించబడింది, వాస్తవాలను తనిఖీ చేసి, HowStuffWorks ఎడిటర్లచే సవరించబడింది.
క్రీడా పరికరాల తయారీదారు హెడ్ ఈ అద్భుతమైన పదార్థాన్ని ఉపయోగించారు. వారి గ్రాఫేన్ XT టెన్నిస్ రాకెట్ అదే బరువుతో 20% తేలికైనదని పేర్కొంది. ఇది నిజంగా విప్లవాత్మక సాంకేతికత!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`read:${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+”_”); return e+=`\n\t\t\t\t