గ్రాఫేన్ అంటే ఏమిటి? ఒక అద్భుతమైన మాయా పదార్థం

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, గ్రాఫేన్ అనే సూపర్‌మెటీరియల్‌పై చాలా దృష్టి సారించారు. కానీ గ్రాఫేన్ అంటే ఏమిటి? ఉక్కు కంటే 200 రెట్లు బలంగా, కానీ కాగితం కంటే 1000 రెట్లు తేలికగా ఉండే ఒక పదార్థాన్ని ఊహించుకోండి.
2004లో, మాంచెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఆండ్రీ గీమ్ మరియు కాన్‌స్టాంటిన్ నోవోసెలోవ్ అనే ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు గ్రాఫైట్‌తో "ప్రయోగాలు" చేశారు. అవును, అదే పెన్సిల్ కొనపై ఉండే పదార్థం. ఆ పదార్థం గురించి తెలుసుకోవాలనే కుతూహలంతో, దానిని ఒకే పొరలో తొలగించవచ్చో లేదో తెలుసుకోవాలనుకున్నారు. అందుకోసం వారు ఒక అసాధారణమైన సాధనాన్ని కనుగొన్నారు: అదే డక్ట్ టేప్.
"మీరు [టేప్‌ను] గ్రాఫైట్ లేదా మైకా మీద పరచి, ఆ తర్వాత పై పొరను తీసివేయాలి," అని హైమ్ బీబీసీకి వివరించారు. గ్రాఫైట్ రేకులు టేప్ నుండి ఎగిరిపోతాయి. తర్వాత టేప్‌ను సగానికి మడిచి పై షీట్‌కు అంటించి, మళ్ళీ వాటిని వేరు చేయాలి. ఆ తర్వాత ఈ ప్రక్రియను 10 లేదా 20 సార్లు పునరావృతం చేయాలి.
ప్రతిసారీ ఆ రేకులు మరింత పలుచని రేకులుగా విడిపోతాయి. చివరికి, బెల్టు మీద చాలా పలుచని రేకులు మిగిలిపోతాయి. మీరు టేపును కరిగిస్తే, అంతా కరిగిపోతుంది.
ఆశ్చర్యకరంగా, టేప్ పద్ధతి అద్భుతంగా పనిచేసింది. ఈ ఆసక్తికరమైన ప్రయోగం ఏకపొర గ్రాఫేన్ రేకుల ఆవిష్కరణకు దారితీసింది.
2010లో, చికెన్ వైర్‌ను పోలిన షట్కోణ జాలకంలో అమర్చబడిన కార్బన్ అణువులతో కూడిన పదార్థమైన గ్రాఫేన్‌ను కనుగొన్నందుకు, హైమ్ మరియు నోవోసెలోవ్‌లు భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నారు.
గ్రాఫేన్ అంత అద్భుతంగా ఉండటానికి గల ప్రధాన కారణాలలో ఒకటి దాని నిర్మాణం. స్వచ్ఛమైన గ్రాఫేన్ యొక్క ఒకే పొర, షట్కోణ జాలక నిర్మాణంలో అమర్చబడిన కార్బన్ అణువుల పొరలా కనిపిస్తుంది. ఈ అణు-స్థాయి తేనెగూడు నిర్మాణం గ్రాఫేన్‌కు దాని అద్భుతమైన బలాన్ని ఇస్తుంది.
గ్రాఫేన్ విద్యుత్ విషయంలో కూడా ఒక అద్భుతమైనది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఇది మరే ఇతర పదార్థం కన్నా మెరుగ్గా విద్యుత్‌ను ప్రసరింపజేస్తుంది.
మనం చర్చించుకున్న ఆ కార్బన్ పరమాణువులు గుర్తున్నాయా? వాటిలో ప్రతిదానికీ పై ఎలక్ట్రాన్ అని పిలువబడే ఒక అదనపు ఎలక్ట్రాన్ ఉంటుంది. ఈ ఎలక్ట్రాన్ స్వేచ్ఛగా కదులుతుంది, దీనివల్ల అది గ్రాఫేన్ యొక్క అనేక పొరల గుండా చాలా తక్కువ నిరోధంతో వాహకతను జరపగలుగుతుంది.
మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (MIT)లో గ్రాఫేన్‌పై ఇటీవల జరిగిన పరిశోధనలో దాదాపు ఒక అద్భుతం కనుగొనబడింది: గ్రాఫేన్ యొక్క రెండు పొరలను వాటి అమరిక నుండి కొద్దిగా (కేవలం 1.1 డిగ్రీలు) పక్కకు తిప్పినప్పుడు, ఆ గ్రాఫేన్ ఒక సూపర్‌కండక్టర్‌గా మారుతుంది.
దీని అర్థం ఏమిటంటే, ఇది నిరోధం లేదా వేడి లేకుండా విద్యుత్తును ప్రసరింపజేయగలదు, తద్వారా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద భవిష్యత్ సూపర్‌కండక్టివిటీకి అద్భుతమైన అవకాశాలను తెరుస్తుంది.
గ్రాఫేన్ యొక్క అత్యంత ఆసక్తిగా ఎదురుచూస్తున్న అనువర్తనాల్లో ఒకటి బ్యాటరీల రంగం. దాని శ్రేష్ఠమైన వాహకత్వం కారణంగా, ఆధునిక లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే వేగంగా ఛార్జ్ అయ్యి, ఎక్కువ కాలం మన్నికనిచ్చే గ్రాఫేన్ బ్యాటరీలను మనం ఉత్పత్తి చేయగలం.
శాంసంగ్ మరియు హువావే వంటి కొన్ని పెద్ద కంపెనీలు, ఈ ఆవిష్కరణలను మన రోజువారీ గాడ్జెట్‌లలో ప్రవేశపెట్టాలనే లక్ష్యంతో ఇప్పటికే ఈ మార్గాన్ని అనుసరించాయి.
"2024 నాటికి, అనేక రకాల గ్రాఫేన్ ఉత్పత్తులు మార్కెట్లోకి వస్తాయని మేము ఆశిస్తున్నాము," అని కేంబ్రిడ్జ్ గ్రాఫేన్ సెంటర్ డైరెక్టర్ మరియు యూరోపియన్ గ్రాఫేన్ నిర్వహిస్తున్న గ్రాఫేన్ ఫ్లాగ్‌షిప్ అనే కార్యక్రమ పరిశోధకుడు ఆండ్రియా ఫెరారీ అన్నారు. ఈ సంస్థ 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 తయారు చేస్తున్నారు. ఇతర బృందాలు, సూర్యరశ్మిని విద్యుత్తుగా మార్చడంలో 20 శాతం ఎక్కువ సామర్థ్యం గల గ్రాఫేన్ ఆధారిత సౌర ఘటాలను సృష్టించాయి.
హెడ్ ​​స్పోర్ట్స్ పరికరాల వంటి కొన్ని ప్రారంభ ఉత్పత్తులు గ్రాఫేన్ సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించుకున్నప్పటికీ, ఉత్తమమైనది ఇంకా రానుంది. ఫెరారీ పేర్కొన్నట్లుగా: “మనం గ్రాఫేన్ గురించి మాట్లాడుతున్నాం, కానీ వాస్తవానికి మనం అధ్యయనం చేస్తున్న అనేక ఎంపికల గురించి మాట్లాడుతున్నాం. విషయాలు సరైన దిశలో సాగుతున్నాయి.”
ఈ వ్యాసం ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి అప్‌డేట్ చేయబడింది, వాస్తవాలను సరిచూడబడింది మరియు HowStuffWorks ఎడిటర్లచే సవరించబడింది.
క్రీడా పరికరాల తయారీ సంస్థ హెడ్ ఈ అద్భుతమైన పదార్థాన్ని ఉపయోగించింది. వారి గ్రాఫేన్ XT టెన్నిస్ రాకెట్, అదే బరువుతో 20% తేలికగా ఉంటుందని వారు పేర్కొంటున్నారు. ఇది నిజంగా విప్లవాత్మక సాంకేతికత!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`రచయిత: ${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