கடந்த தசாப்தத்தில் அல்லது அதற்கும் மேலாக நீங்கள் ஒரு அறிவியல் இதழுக்கு அருகில் இருந்திருந்தால், கிராபெனைப் பற்றிய சில அதிநவீன விஷயங்களை நீங்கள் கண்டிருப்பீர்கள் - இரு பரிமாண அதிசய பொருள், இது கம்ப்யூட்டிங் முதல் பயோமெடிசின் வரை அனைத்தையும் மாற்றுவதாக உறுதியளிக்கிறது.
கிராபெனின் பயன்பாடுகளைப் பற்றி நிறைய விளம்பரங்கள் உள்ளன, சில குறிப்பிடத்தக்க பண்புகளுக்கு நன்றி. இது மனித முடியை விட 1 மில்லியன் மடங்கு மெல்லியதாக இருக்கிறது ஆனால் எஃகு விட 200 மடங்கு வலிமையானது. இது நெகிழ்வானது ஆனால் சரியான தடையாக செயல்பட முடியும், மேலும் இது ஒரு சிறந்த மின்சார கடத்தியாகும். இவை அனைத்தையும் ஒன்றாக இணைத்து, புரட்சிகரமான பல பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு பொருள் உங்களிடம் உள்ளது.
கிராபென் என்றால் என்ன?
கிராபீன் கார்பன், ஆனால் ஒரு அணு தடிமனான தேன்கூடு லட்டியில் உள்ளது. உங்கள் பழைய வேதியியல் பாடங்களை நீங்கள் மீண்டும் அடைந்தால், கார்பனால் உருவாக்கப்பட்ட பொருட்கள் அதன் அணுக்கள் எவ்வாறு ஒழுங்கமைக்கப்படுகின்றன என்பதைப் பொறுத்து (வெவ்வேறு அலோட்ரோப்கள்) முற்றிலும் வேறுபட்ட பண்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம் என்பதை நீங்கள் நினைவில் கொள்வீர்கள். உதாரணமாக, உங்கள் நிச்சயதார்த்த மோதிரத்தில் உள்ள கடினமான மற்றும் வெளிப்படையான வைரத்துடன் ஒப்பிடும்போது, உங்கள் பென்சிலில் உள்ள கிராஃபைட் மென்மையாகவும் கருமையாகவும் இருக்கும். மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட கார்பன் கட்டமைப்புகள் வேறுபட்டவை அல்ல; பந்து வடிவ பக்மின்ஸ்டர்ஃபுல்லரின் கார்பன் நானோகுழாய்களின் சுருள் அமைப்புகளுக்கு வித்தியாசமாக செயல்படுகிறது.
கிராபீன் ஒரு அறுகோண லட்டியில் உள்ள கார்பன் அணுக்களின் தாளால் ஆனது. மேலே உள்ளவற்றில், இது கிராஃபைட்டுக்கு மிக அருகில் உள்ளது, ஆனால் அந்த பொருள் இரு பரிமாண கார்பன் தாள்களில் இருந்து லேயர்-அன்-லேயர் பலவீனமான இடைக்கணிப்பு பிணைப்புகளால் செய்யப்படுகிறது, கிராபெனின் ஒரு தாள் மட்டுமே தடிமனாக இருக்கும். நீங்கள் கிராஃபைட்டிலிருந்து ஒரு அணு-உயர் அடுக்கு கார்பனை உரிக்க முடிந்தால், உங்களிடம் கிராபெனின் இருக்கும்.
கிராஃபைட்டில் உள்ள பலவீனமான இண்டர்மோலிகுலர் பிணைப்புகள் மென்மையாகவும், செதில்களாகவும் தோன்றும், ஆனால் கார்பன் பிணைப்புகள் வலுவானவை. அதாவது அந்த கார்பன் பிணைப்புகளால் மட்டுமே உருவாக்கப்பட்ட ஒரு தாள் வலுவானது - வலுவான எஃகு விட சுமார் 200 மடங்கு அதிகம், அதே நேரத்தில் நெகிழ்வான மற்றும் வெளிப்படையானது.
கிராஃபீன் நீண்ட காலமாகக் கோட்பாடாக உள்ளது, மேலும் மக்கள் கிராஃபைட் பென்சில்களைப் பயன்படுத்தும் வரை தற்செயலாக சிறிய அளவில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. எவ்வாறாயினும், அதன் முக்கிய தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் கண்டுபிடிப்பு, மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தில் 2014 இல் ஆண்ட்ரே கெய்ம் மற்றும் கான்ஸ்டான்டின் நோவோசெலோவ் ஆகியோரின் வேலையில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. இரண்டு விஞ்ஞானிகளும் "வெள்ளிக்கிழமை இரவு பரிசோதனைகளை" நடத்தியதாகக் கூறப்படுகிறது, அங்கு அவர்கள் தங்கள் பகல் வேலைகளுக்கு வெளியே யோசனைகளைச் சோதிப்பார்கள். இந்த அமர்வுகளில் ஒன்றில், கிராஃபைட் கட்டியிலிருந்து கார்பனின் மெல்லிய அடுக்குகளை அகற்ற ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஸ்காட்ச் டேப்பைப் பயன்படுத்தினர். இந்த முன்னோடி ஆராய்ச்சி இறுதியில் கிராபெனின் வணிக உற்பத்திக்கு வழிவகுத்தது.
அவர்கள் 2010 இல் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசை வென்ற பிறகு, கீம் மற்றும் நோவோசெலோவ் டேப் டிஸ்பென்சரை நோபல் அருங்காட்சியகத்திற்கு நன்கொடையாக வழங்கினர்.
கிராபெனை எதற்காகப் பயன்படுத்தலாம்?
கவனிக்க வேண்டிய ஒரு முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால், விஞ்ஞானிகள் கிராபெனைச் சுற்றி அனைத்து வகையான பொருட்களையும் உருவாக்குகிறார்கள். பிளாஸ்டிக்கைப் பற்றி நாம் நினைப்பதைப் போலவே, "கிராபென்கள்" பற்றிச் சிந்திப்பது நல்லது. அடிப்படையில், கிராபெனின் வருகையானது ஒரு புதிய பொருளுக்கு மட்டுமல்ல, ஒரு புதிய வகைப் பொருளுக்கு இட்டுச் செல்லும் வாய்ப்பைக் கொண்டுள்ளது.
கொந்தளிப்பு என்றால் என்ன? இயற்பியலின் மில்லியன் டாலர் கேள்விகளில் ஒன்றை அவிழ்ப்பது யுரேனஸில் காணப்படும் ‘வைர மழை’ பூமியில் மீண்டும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது - மேலும் இது வளர்ந்து வரும் நமது ஆற்றல் நெருக்கடியைத் தீர்க்க உதவும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் வயதுக்கு வருகிறதுபயன்பாடுகளின் அடிப்படையில், பயோமெடிசின் மற்றும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் என பயிர் பாதுகாப்பு மற்றும் உணவு பேக்கேஜிங் போன்ற பரந்த அளவிலான பகுதிகளில் ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, கிராபெனின் மேற்பரப்புப் பண்புகளை மாற்றியமைப்பது மருந்து விநியோகத்திற்கான ஒரு சிறந்த பொருளாக மாறும், அதே நேரத்தில் பொருளின் கடத்துத்திறன் மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை புதிய தலைமுறை தொடுதிரை சுற்று அல்லது மடிக்கக்கூடிய அணியக்கூடிய சாதனங்களை அறிவிக்கும்.
கிராபெனின் திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களுக்கு ஒரு சரியான தடையை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது என்பதன் அர்த்தம், ஹீலியம் உட்பட, தடை செய்வதற்கு விதிவிலக்காக கடினமான வாயுவான ஹீலியம் உட்பட, மற்ற பொருட்களுடன் பல சேர்மங்கள் மற்றும் தனிமங்களை வடிகட்டவும் பயன்படுத்தலாம். இது தொழில்துறைக்கு வரும்போது பலவிதமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் நீர் வடிகட்டுதலைச் சுற்றியுள்ள சுற்றுச்சூழல் தேவைகளுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
கிராபெனின் மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் பண்புகள் மகத்தான அளவு கூட்டுப் பயன்பாடுகளுக்கு கதவுகளைத் திறக்கின்றன. முன்பே இருக்கும் தொழில்நுட்பங்களை எவ்வாறு மேம்படுத்துவது என்பது குறித்து நிறைய சிந்தனைகள் சென்றாலும், இந்தத் துறையில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்கள் இறுதியில் முற்றிலும் புதிய பகுதிகளுக்கு வழிவகுக்கும், அது முன்பு சாத்தியமற்றது. விண்வெளிப் பொறியியலின் புதிய வகுப்பை நாம் பார்க்க முடியுமா? பெரிதாக்கப்பட்ட ரியாலிட்டி ஆப்டிகல் உள்வைப்புகள் பற்றி என்ன? அதன் தோற்றத்திலிருந்து, 21 ஆம் நூற்றாண்டு என்பதை நாம் கண்டுபிடிப்போம்.