మీరు గత దశాబ్ద కాలంగా సైన్స్ జర్నల్‌కు సమీపంలో ఎక్కడైనా ఉన్నట్లయితే, మీరు గ్రాఫేన్‌కి సంబంధించి ఏదో ఒక రకమైన అతిశయోక్తిని చూడవచ్చు - కంప్యూటింగ్ నుండి బయోమెడిసిన్ వరకు ప్రతిదానిని మారుస్తానని వాగ్దానం చేసే రెండు డైమెన్షనల్ వండర్ మెటీరియల్.
గ్రాఫేన్ యొక్క అనువర్తనాల గురించి చాలా హైప్ ఉంది, కొన్ని విశేషమైన లక్షణాలకు ధన్యవాదాలు. ఇది మానవ జుట్టు కంటే 1 మిలియన్ రెట్లు సన్నగా ఉంటుంది కానీ ఉక్కు కంటే 200 రెట్లు బలంగా ఉంటుంది. ఇది అనువైనది కానీ ఖచ్చితమైన అవరోధంగా పని చేస్తుంది మరియు విద్యుత్ యొక్క అద్భుతమైన కండక్టర్. అన్నింటినీ కలిపి ఉంచండి మరియు మీరు విప్లవాత్మకమైన అనేక అనువర్తనాలతో కూడిన మెటీరియల్‌ని కలిగి ఉన్నారు.
గ్రాఫేన్ అంటే ఏమిటి?
గ్రాఫేన్ కార్బన్, కానీ ఒక అణువు మందపాటి తేనెగూడు లాటిస్‌లో ఉంటుంది. మీరు మీ పాత కెమిస్ట్రీ పాఠాలను తిరిగి చేరుకుంటే, పూర్తిగా కార్బన్‌తో కూడిన పదార్థాలు దాని పరమాణువులు ఎలా అమర్చబడి ఉన్నాయో (వివిధ అలోట్రోప్‌లు) బట్టి చాలా భిన్నమైన లక్షణాలను కలిగి ఉండవచ్చని మీరు గుర్తుంచుకుంటారు. ఉదాహరణకు, మీ పెన్సిల్ లెడ్‌లోని గ్రాఫైట్, మీ ఎంగేజ్‌మెంట్ రింగ్‌లోని గట్టి మరియు పారదర్శకమైన డైమండ్‌తో పోలిస్తే మృదువుగా మరియు ముదురు రంగులో ఉంటుంది. మానవ నిర్మిత కార్బన్ నిర్మాణాలు భిన్నంగా లేవు; బంతి ఆకారంలో ఉన్న బక్‌మిన్‌స్టర్‌ఫుల్లరీన్ కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల కాయిల్డ్ ఏర్పాట్లకు భిన్నంగా పనిచేస్తుంది.
గ్రాఫేన్ ఒక షట్కోణ లాటిస్‌లో కార్బన్ అణువుల షీట్‌తో తయారు చేయబడింది. పైన పేర్కొన్న వాటిలో, ఇది గ్రాఫైట్‌కు అత్యంత దగ్గరగా ఉంటుంది, అయితే ఆ పదార్థం బలహీనమైన ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ బంధాల ద్వారా లేయర్-పై-లేయర్ హోల్డ్ కార్బన్ రెండు-డైమెన్షనల్ షీట్‌ల నుండి తయారు చేయబడింది, గ్రాఫేన్ ఒక షీట్ మాత్రమే మందంగా ఉంటుంది. మీరు గ్రాఫైట్ నుండి ఒకే, ఒక అణువు-అధిక కార్బన్ పొరను పీల్ చేయగలిగితే, మీకు గ్రాఫేన్ ఉంటుంది.
గ్రాఫైట్‌లోని బలహీనమైన ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ బంధాలు మృదువుగా మరియు పొరలుగా కనిపిస్తాయి, అయితే కార్బన్ బంధాలు బలంగా ఉంటాయి. అంటే కేవలం ఆ కార్బన్ బంధాలతో కూడిన షీట్ బలంగా ఉంటుంది - బలమైన ఉక్కు కంటే దాదాపు 200 రెట్లు ఎక్కువ, అదే సమయంలో అనువైనది మరియు పారదర్శకంగా ఉంటుంది.
గ్రాఫేన్ చాలా కాలంగా సిద్ధాంతీకరించబడింది మరియు ప్రజలు గ్రాఫైట్ పెన్సిల్‌లను ఉపయోగిస్తున్నంత కాలం అనుకోకుండా చిన్న పరిమాణంలో ఉత్పత్తి చేయబడింది. అయినప్పటికీ, దాని ప్రధాన ఐసోలేషన్ మరియు ఆవిష్కరణ, మాంచెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయంలో 2014లో ఆండ్రీ గీమ్ మరియు కాన్స్టాంటిన్ నోవోసెలోవ్ యొక్క పనిపై పిన్ చేయబడింది. ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు "శుక్రవారం రాత్రి ప్రయోగాలు" నిర్వహించినట్లు నివేదించబడింది, అక్కడ వారు తమ పగటి ఉద్యోగాల వెలుపల ఆలోచనలను పరీక్షించారు. ఈ సెషన్లలో ఒకదానిలో, గ్రాఫైట్ ముద్ద నుండి కార్బన్ యొక్క పలుచని పొరలను తొలగించడానికి పరిశోధకులు స్కాచ్ టేప్‌ను ఉపయోగించారు. ఈ మార్గదర్శక పరిశోధన చివరికి గ్రాఫేన్ యొక్క వాణిజ్య ఉత్పత్తికి దారితీసింది.
వారు 2010లో భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్న తర్వాత, గీమ్ మరియు నోవోసెలోవ్ టేప్ డిస్పెన్సర్‌ను నోబెల్ మ్యూజియంకు విరాళంగా ఇచ్చారు.
గ్రాఫేన్‌ను దేనికి ఉపయోగించవచ్చు?
గమనించదగ్గ ఒక ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, శాస్త్రవేత్తలు గ్రాఫేన్ చుట్టూ అన్ని రకాల పదార్థాలను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు. దీనర్థం "గ్రాఫేన్స్" గురించి ఆలోచించడం ఉత్తమం, అదే విధంగా మనం ప్లాస్టిక్‌ల గురించి ఆలోచిస్తాము. ముఖ్యంగా, గ్రాఫేన్ యొక్క ఆగమనం ఒక కొత్త పదార్థానికి మాత్రమే కాకుండా మొత్తం కొత్త వర్గానికి దారితీసే అవకాశాన్ని కలిగి ఉంది.
సంబంధిత చూడండి అల్లకల్లోలం అంటే ఏమిటి? యురేనస్‌పై కనుగొనబడిన ఫిజిక్స్ మిలియన్-డాలర్ ప్రశ్నలలో ఒకదానిని విడదీయడం 'డైమండ్ రెయిన్' భూమిపై పునర్నిర్మించబడింది - మరియు ఇది మన పెరుగుతున్న శక్తి సంక్షోభాన్ని పరిష్కరించడంలో సహాయపడుతుంది క్వాంటం కంప్యూటింగ్ వయస్సు వస్తుందిఅప్లికేషన్ల పరంగా, బయోమెడిసిన్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ పంటల రక్షణ మరియు ఆహార ప్యాకేజింగ్ వంటి విస్తృత పరిధిలో పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి. గ్రాఫేన్ యొక్క ఉపరితల లక్షణాన్ని సవరించగలగడం, ఉదాహరణకు, అది ఔషధ పంపిణీకి అత్యుత్తమ పదార్థంగా మారవచ్చు, అయితే మెటీరియల్ యొక్క వాహకత మరియు వశ్యత కొత్త తరం టచ్‌స్క్రీన్ సర్క్యూట్రీ లేదా ఫోల్డబుల్ ధరించగలిగే పరికరాలను తెలియజేస్తాయి.
గ్రాఫేన్ ద్రవాలు మరియు వాయువులకు ఒక ఖచ్చితమైన అవరోధాన్ని ఏర్పరచగలదనే వాస్తవం అంటే హీలియంతో సహా, నిరోధించడానికి అసాధారణంగా కష్టతరమైన వాయువు అయిన హీలియంతో సహా ఎన్ని సమ్మేళనాలు మరియు మూలకాలనైనా ఫిల్టర్ చేయడానికి ఇతర పదార్థాలతో కూడా ఉపయోగించవచ్చు. పరిశ్రమ విషయానికి వస్తే ఇది అనేక రకాల అప్లికేషన్లను కలిగి ఉంది, కానీ నీటి వడపోత చుట్టూ ఉన్న పర్యావరణ అవసరాలకు కూడా చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.
గ్రాఫేన్ యొక్క మల్టీఫంక్షనల్ లక్షణాలు అపారమైన మిశ్రమ ఉపయోగాలకు తలుపులు తెరుస్తాయి. ఇది ముందుగా ఉన్న సాంకేతికతలను ఎలా పెంచుతుందనే దాని గురించి చాలా ఆలోచనలు సాగినప్పటికీ, ఈ రంగంలో నిరంతర పురోగమనాలు అంతకుముందు అసాధ్యమైన సరికొత్త ప్రాంతాలకు దారితీస్తాయి. ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క సరికొత్త తరగతిని మనం చూడగలమా? ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ ఆప్టికల్ ఇంప్లాంట్స్ గురించి ఏమిటి? దాని రూపాన్ని బట్టి, 21వ శతాబ్దాన్ని మనం కనుగొంటాము.