जखन ग्राफीन परत एक दोसरा पर ढेर भ जायत अछि त ओ ग्रेफाइट बनैत अछि । एक मिलीमीटर ग्रेफाइट म॑ लगभग ३० लाख परतऽ के ग्राफीन होय छै । कागज पर पेंसिल केरऽ हल्का स्ट्रोक पर निशान छोड़ी जाय छै जे खाली कुछ परत या ग्राफीन केरऽ एक परत भी होय सकै छै । अपनऽ सही दू-आयामी संरचना के बदौलत, ई बहुत सारा अभिनव उत्पादऽ म॑ एक कार्यात्मक एडिटिव के रूप म॑ काम करै छै ।
ग्राफीन के बात करला प॑ सबस॑ प्रसिद्ध उल्लेख निस्संदेह २०१० केरऽ भौतिकी केरऽ नोबेल पुरस्कार के छै, जेकरा ग्राफीन प॑ अपनऽ अभूतपूर्व शोध लेली दू वैज्ञानिक न॑ साझा करलकै । हाल ही म॑ फुडान विश्वविद्यालय न॑ घोषणा करलकै कि ओकरऽ शोधकर्ता न॑ सिंगापुर केरऽ राष्ट्रीय विश्वविद्यालय केरऽ शोधकर्ता सिनी के सहयोग स॑ एगो बिल्कुल-नया, उच्च-दक्षता वाला ग्राफीन तैयार करै के तरीका विकसित करलकै जेकरऽ मूल तकनीक क॑ औद्योगिक उत्पादन लेली आसानी स॑ स्केल अप करलऽ जाब॑ सकै छै ।
उल्लेखनीय छै कि शोध टीम न॑ पहल॑ शोध पत्र प्रकाशित करै के आरू ओकरा बाद उद्यमऽ के साथ सहयोग करै के पारंपरिक मार्ग के बिल्कुल विपरीत तरीका अपनालकै । हुनी 2013 मँ अभिनव परिणाम हासिल करलकै, 2014 मँ पेटेंट दाखिल करलकै, 2015 मँ पेटेंट क घरेलू उद्यम मँ स्थानांतरित करलकै, आरू केवल अपनौ निष्कर्ष क ऑनलाइन प्रकाशित करलकैप्रकृति संचारon January.
परमाणु रिजोल्यूशन संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी छवि (क), रमन स्पेक्ट्रम (ख), एक्स-रे प्रकाश इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी स्पेक्ट्रम (ग), आरू बड़े पैमाने पर परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी छवि (घ) के रूप म॑ तैयार करलऽ गेलऽ ग्राफीन के; ग्राफीन मोटाई वितरण (ई) एवं पार्श्व आकार आँकड़े (च) के प्लॉट |
फोटो डोंग लेई द्वारा
कम लोगऽ क॑ ई अहसास होय छै कि ग्राफीन खाली नोबेल पुरस्कार सूची म॑ एगो नाम नै छै - ई पहिने स॑ ही दैनिक जीवन म॑ गहराई स॑ समाहित छै । ई दुनिया म॑ स्वाभाविक रूप स॑ मौजूद छै, हालांकि एकल-परत ग्राफीन क॑ अलग करना कोनो आसान काम नै छै । परत दर परत ढेर ग्राफीन ग्रेफाइट बनाबै छै, जेकरा म॑ १ मिलीमीटर ग्रेफाइट म॑ लगभग ३० लाख ग्राफीन परत होय छै । कागज पर पेंसिल के निशान ग्राफीन के कई या एतय तक कि सिर्फ एक परत भ सकैत अछि. अपनऽ आदर्श 2D संरचना के कारण, ई विभिन्न अभिनव उत्पादऽ म॑ एक कार्यात्मक एडिटिव के रूप म॑ काम करै छै:
· विशेष बहुलक कोटिंग्स म॑ जोड़लऽ जाय छै, ई उत्कृष्ट बाधा गुणऽ के माध्यम स॑ सेवा जीवन क॑ बढ़ाबै छै;
· बैटरी म॑ प्रवाहकीय एजेंट के रूप म॑ प्रयोग करलऽ जाय वाला एकरऽ 2D संरचना तेजी स॑ इलेक्ट्रॉन परिवहन क॑ सुविधाजनक बनाबै छै, जेकरा स॑ चार्जिंग गति म॑ काफी बढ़ोत्तरी होय छै;
· फाइबर आरू इलेक्ट्रिक हीटिंग डिवाइस म॑ शामिल करलऽ गेलऽ एकरऽ असाधारण विद्युत आरू तापीय चालकता उत्पाद केरऽ प्रदर्शन म॑ काफी सुधार करै छै ।
एकरऽ अपार मूल्य क॑ देखत॑ हुअ॑ बेहतर तैयारी के तरीका शिक्षा आरू उद्योग दूनू लेली एगो प्रतिस्पर्धी लक्ष्य बनी गेलऽ छै । मैनचेस्टर विश्वविद्यालय केरऽ दू वैज्ञानिक - आंद्रे गेम आरू कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव - न॑ तेजी स॑ पतला ग्रेफाइट फ्लेक्स प्राप्त करै के एगो उल्लेखनीय सरल तरीका खोजलकै । ओ सब उच्च उन्मुख पायरोलाइटिक ग्रेफाइट सं फ्लेक्स छीलि क दुनू कात विशेष चिपकय वाला टेप सं जोड़ि देलक आ टेप फाड़ि फ्लेक्स के फाड़ि देलक. ई प्रक्रिया क॑ दोहराबै स॑ पतला आरू पतला चादर निकललै, जेकरऽ परिणामस्वरूप अंततः कार्बन परमाणु केरऽ महज एक परत ग्राफीन स॑ बनलऽ फ्लेक्स बनलै । तहिया स॑ तैयारी केरऽ अनेक नया तरीका सामने ऐलऽ छै, आरू पांच साल के विकास के बाद ग्राफीन केरऽ औद्योगिक-पैमाना प॑ उत्पादन पहुँच के भीतर आबी गेलऽ छै ।
प्रोफेसर लु होंगबिन ग्राफीन के तीन "दुनिया के सर्वश्रेष्ठ" उपाधि देलखिन:
· सबसँ पतला ज्ञात सामग्री, मात्र 0.335 नैनोमीटर मोटाई पर;
· सबसँ मजबूत सामग्री, स्टील सँ १०० गुना मजबूत;
·सबसँ नीक थर्मल कंडक्टर, चांदी स 10 गुना स बेसी ऊँच।
एकरऽ अलावा ग्राफीन म॑ इलेक्ट्रॉन गतिशीलता अत्यंत अधिक होय छै, जे सिलिकॉन स॑ दू ऑर्डर के परिमाण स॑ अधिक छै । एकटा महत्वपूर्ण रणनीतिक उभरैत सामग्री के रूप में, ई नवीन 2D सामग्री के स्मार्ट उपकरण, एयरोस्पेस, ऊर्जा भंडारण, पर्यावरण सुधार, आरू बहुत सारा अन्य क्षेत्रऽ म॑ भारी अनुप्रयोग क्षमता छै ।
लेकिन, उच्च-गुणवत्ता वाला ग्राफीन केरऽ कुशल, बड़ऽ-पैमाना प॑ उत्पादन हासिल करना बहुत दिन स॑ एकरऽ व्यापक अनुप्रयोग क॑ सीमित करै वाला एगो प्रमुख अड़चन रहलऽ छै ।
ग्राफीन प्राकृतिक रूप स॑ मौजूद होय छै, आरू आदर्श तैयारी रणनीति छै कि प्राकृतिक फ्लेक्स ग्रेफाइट क॑ एक विशिष्ट तरल विलायक म॑ ग्राफीन म॑ एक्सफोलिएट करलऽ जाय । दोसरऽ शब्दऽ म॑, चूँकि ग्राफीन जलभयकारी होय छै, ई लेली एक्सफोलिएशन के दौरान तरल पदार्थ म॑ भारी मात्रा म॑ सरफैक्टेंट डालना जरूरी छै, अन्यथा अलग करना लगभग असंभव छै । पारंपरिक विधियक मे आमतौर पर 1 टन ग्राफीन कें उत्पादन कें लेल 3 टन ऑक्सीडेंट जेना पोटेशियम परमैंगनेट कें आवश्यकता होयत छै, जेकरा एक्सफोलिएशन आ रिडक्शन सं पहिले ग्राफीन ऑक्साइड मे बदलल जायत छै. ई प्रक्रिया ऑक्सीकरण, रिडक्शन, आरू सफाई स॑ बड़ऽ मात्रा म॑ अपशिष्ट जल पैदा करै छै, जबकि ग्राफीन केरऽ कुछ विशिष्ट गुणऽ क॑ भी क्षीण करै छै ।
शोध टीम न॑ ई चुनौतियऽ स॑ कोना पार पाबी लेलकै?हुनी न॑ ग्राफीन सतहऽ प॑ आयनित ऑक्सीजन-युक्त कार्यात्मक समूहऽ के अत्यंत कम मात्रा म॑ प्रवेश करी क॑ एक अस्थिर फैलाव रणनीति अपनालकै, जेकरा स॑ अल्ट्रा-उच्च सांद्रता प॑ तेजी स॑, उच्च-उपज वाला एक्सफोलिएशन सक्षम होय गेलै । एक्सफोलिएटेड उत्पाद कें 90% सं बेसि एकल-परत ग्राफीन छै जइ मे न्यूनतम जाली दोष छै, जे प्रभावी ढंग सं पैघ-पैमाना कें अनुप्रयोगक कें लेल भंडारण आ परिवहन कें मुद्दाक कें हल करयत छै. एकरऽ अलावा, ई विधि स॑ उत्पादित जलीय ग्राफीन स्लरी अनुकूल रेओलॉजिकल गुण प्रदर्शित करै छै आरू एकरऽ सीधा उपयोग विभिन्न आकारऽ के ग्राफीन एरोजेल क॑ 3D-प्रिंट करै लेली करलऽ जाब॑ सकै छै, जेकरा स॑ ऊर्जा भंडारण, पर्यावरणीय उपचार, बहुकार्यात्मक कंपोजिट, आरू ओकरा स॑ आगू म॑ ग्राफीन अनुप्रयोग लेली नया रास्ता खुल॑ छै ।
