গ্রাফিনের প্রয়োগ

1. ব্যাপক উৎপাদন এবং বড় আকারের সমস্যার ক্রমশ অগ্রগতির সাথে, গ্রাফিনের শিল্প প্রয়োগের গতি ত্বরান্বিত হচ্ছে। বিদ্যমান গবেষণা ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, প্রথম বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশন হতে পারে মোবাইল ডিভাইস, মহাকাশ এবং নতুন শক্তি। ব্যাটারি ক্ষেত্র। মৌলিক গবেষণা পদার্থবিদ্যায় মৌলিক গবেষণার জন্য গ্রাফিনের বিশেষ গুরুত্ব রয়েছে। এটি কিছু কোয়ান্টাম প্রভাব সক্ষম করে যা পরীক্ষার মাধ্যমে যাচাই করার আগে শুধুমাত্র তাত্ত্বিকভাবে প্রদর্শিত হতে পারে।

2. দ্বি-মাত্রিক গ্রাফিনে, ইলেকট্রনের ভর অস্তিত্বহীন বলে মনে হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি গ্রাফিনকে একটি বিরল ঘনীভূত পদার্থ করে তোলে যা আপেক্ষিক কোয়ান্টাম মেকানিক্স অধ্যয়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে-কারণ ভরবিহীন কণাগুলি অবশ্যই আলোর গতিতে চলতে হবে তাই, এটিকে আপেক্ষিক কোয়ান্টাম মেকানিক্স দ্বারা বর্ণনা করা আবশ্যক, যা তাত্ত্বিক পদার্থবিদদের একটি নতুন গবেষণা দিক প্রদান করে: কিছু যে পরীক্ষাগুলি মূলত দৈত্যাকার কণা এক্সিলারেটরে চালানোর প্রয়োজন ছিল তা ছোট পরীক্ষাগারে গ্রাফিন দিয়ে করা যেতে পারে। জিরো এনার্জি গ্যাপ সেমিকন্ডাক্টরগুলি প্রধানত একক-স্তর গ্রাফিন, এবং এই ইলেকট্রনিক কাঠামোটি এর পৃষ্ঠে গ্যাসের অণুগুলির ভূমিকাকে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করবে। বাল্ক গ্রাফাইটের সাথে তুলনা করে, পৃষ্ঠের প্রতিক্রিয়া কার্যকলাপকে উন্নত করতে একক-স্তর গ্রাফিনের কার্যকারিতা গ্রাফিন হাইড্রোজেনেশন এবং অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়ার ফলাফল দ্বারা দেখানো হয়, যা ইঙ্গিত করে যে গ্রাফিনের বৈদ্যুতিন কাঠামো পৃষ্ঠের কার্যকলাপকে সংশোধন করতে পারে।

3. উপরন্তু, গ্রাফিনের বৈদ্যুতিন কাঠামো একইভাবে গ্যাস অণু শোষণের আবেশ দ্বারা পরিবর্তিত হতে পারে, যা কেবল বাহকের ঘনত্বই পরিবর্তন করে না, তবে বিভিন্ন গ্রাফিনের সাথে ডোপ করা যেতে পারে। সেন্সর গ্রাফিনকে রাসায়নিক সেন্সর তৈরি করা যায়। এই প্রক্রিয়াটি মূলত গ্রাফিনের পৃষ্ঠের শোষণ কর্মক্ষমতা দ্বারা সম্পন্ন হয়। কিছু পণ্ডিতদের গবেষণা অনুসারে, গ্রাফিন রাসায়নিক ডিটেক্টরের সংবেদনশীলতা একক অণু সনাক্তকরণের সীমার সাথে তুলনা করা যেতে পারে। গ্রাফিনের অনন্য দ্বি-মাত্রিক গঠন এটিকে আশেপাশের পরিবেশের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল করে তোলে। গ্রাফিন ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বায়োসেন্সরগুলির জন্য একটি আদর্শ উপাদান। গ্রাফিনের তৈরি সেন্সরগুলির ওষুধে ডোপামিন এবং গ্লুকোজ সনাক্ত করার জন্য ভাল সংবেদনশীলতা রয়েছে। ট্রানজিস্টর গ্রাফিন ব্যবহার করে ট্রানজিস্টর তৈরি করা যায়। গ্রাফিন কাঠামোর উচ্চ স্থিতিশীলতার কারণে, এই ধরনের ট্রানজিস্টর এখনও একটি একক পরমাণুর স্কেলে স্থিরভাবে কাজ করতে পারে।

4. বিপরীতে, বর্তমান সিলিকন-ভিত্তিক ট্রানজিস্টরগুলি প্রায় 10 ন্যানোমিটারের স্কেলে তাদের স্থায়িত্ব হারাবে; গ্রাফিনে বাহ্যিক ক্ষেত্রের ইলেক্ট্রনের অতি দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতির ফলে এটির তৈরি ট্রানজিস্টরগুলি খুব উচ্চ অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে পৌঁছাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, IBM 2010 সালের ফেব্রুয়ারিতে ঘোষণা করেছিল যে এটি গ্রাফিন ট্রানজিস্টরের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি 100 GHz-এ বৃদ্ধি করবে, যা একই আকারের সিলিকন ট্রানজিস্টরের চেয়ে বেশি। নমনীয় ডিসপ্লে কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স শোতে নমনীয় স্ক্রীনটি অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে এবং এটি ভবিষ্যতে মোবাইল ডিভাইসের প্রদর্শনের জন্য নমনীয় ডিসপ্লে স্ক্রীনের বিকাশের প্রবণতা হয়ে উঠেছে।

5. নমনীয় প্রদর্শনের ভবিষ্যত বাজার বিস্তৃত, এবং মৌলিক উপাদান হিসাবে গ্রাফিনের সম্ভাবনাও আশাব্যঞ্জক। দক্ষিণ কোরিয়ার গবেষকরা প্রথমবারের মতো গ্রাফিনের একাধিক স্তর এবং একটি গ্লাস ফাইবার পলিয়েস্টার শীট সাবস্ট্রেটের সমন্বয়ে একটি নমনীয় স্বচ্ছ ডিসপ্লে তৈরি করেছেন। দক্ষিণ কোরিয়ার Samsung এবং Sungkyunkwan University-এর গবেষকরা 63 সেমি চওড়া নমনীয় স্বচ্ছ গ্লাস ফাইবার পলিয়েস্টার বোর্ডে একটি টিভির আকারের খাঁটি গ্রাফিনের একটি টুকরা তৈরি করেছেন। তারা বলেছে যে এটি এখন পর্যন্ত সবচেয়ে বড় "বাল্ক" গ্রাফিন ব্লক। পরবর্তীকালে, তারা একটি নমনীয় টাচ স্ক্রিন তৈরি করতে গ্রাফিন ব্লক ব্যবহার করে।

6. গবেষকরা বলেছেন যে তাত্ত্বিকভাবে, লোকেরা তাদের স্মার্টফোনগুলিকে গুটিয়ে নিতে পারে এবং একটি পেন্সিলের মতো তাদের কানের পিছনে পিন করতে পারে। নতুন শক্তির ব্যাটারি নতুন শক্তির ব্যাটারিগুলিও গ্রাফিনের প্রথম দিকের বাণিজ্যিক ব্যবহারের একটি গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি সফলভাবে পৃষ্ঠে গ্রাফিন ন্যানো-কোটিং সহ নমনীয় ফটোভোলটাইক প্যানেল তৈরি করেছে, যা স্বচ্ছ এবং বিকৃত সৌর কোষ তৈরির খরচ অনেক কমিয়ে দিতে পারে। এই ধরনের ব্যাটারি নাইট ভিশন গগলস, ক্যামেরা এবং অন্যান্য ছোট ডিজিটাল ক্যামেরায় ব্যবহার করা যেতে পারে। ডিভাইসে অ্যাপ্লিকেশন। এছাড়াও, গ্রাফিন সুপার ব্যাটারির সফল গবেষণা এবং বিকাশ নতুন শক্তির গাড়ির ব্যাটারির অপর্যাপ্ত ক্ষমতা এবং দীর্ঘ চার্জিং সময়ের সমস্যার সমাধান করেছে, নতুন শক্তি ব্যাটারি শিল্পের বিকাশকে ব্যাপকভাবে ত্বরান্বিত করেছে।

7. গবেষণার ফলাফলের এই সিরিজটি নতুন শক্তি ব্যাটারি শিল্পে গ্রাফিনের প্রয়োগের পথ তৈরি করেছে। ডিস্যালিনেশন গ্রাফিন ফিল্টার অন্যান্য ডিস্যালিনেশন প্রযুক্তির চেয়ে বেশি ব্যবহার করা হয়। জলের পরিবেশে গ্রাফিন অক্সাইড ফিল্ম জলের সাথে ঘনিষ্ঠ যোগাযোগের পরে, প্রায় 0.9 ন্যানোমিটার প্রস্থের একটি চ্যানেল তৈরি হতে পারে এবং এই আকারের চেয়ে ছোট আয়ন বা অণুগুলি দ্রুত অতিক্রম করতে পারে। গ্রাফিন ফিল্মের কৈশিক চ্যানেলগুলির আকার যান্ত্রিক উপায়ে আরও সংকুচিত হয় এবং ছিদ্রের আকার নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যা সমুদ্রের জলে লবণকে দক্ষতার সাথে ফিল্টার করতে পারে। হাইড্রোজেন স্টোরেজ উপাদান গ্রাফিনের হালকা ওজন, উচ্চ রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের সুবিধা রয়েছে, এটি হাইড্রোজেন স্টোরেজ উপকরণগুলির জন্য সেরা প্রার্থী করে তোলে। মহাকাশে উচ্চ পরিবাহিতা, উচ্চ শক্তি, অতি-আলো এবং পাতলা বৈশিষ্ট্যের কারণে, মহাকাশ এবং সামরিক শিল্পে গ্রাফিনের প্রয়োগের সুবিধাগুলিও অত্যন্ত বিশিষ্ট।

8. 2014 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে NASA মহাকাশ ক্ষেত্রে ব্যবহৃত একটি গ্রাফিন সেন্সর তৈরি করেছে, যা পৃথিবীর উচ্চ-উচ্চতা বায়ুমণ্ডলে ট্রেস উপাদান এবং মহাকাশযানের কাঠামোগত ত্রুটি সনাক্ত করতে পারে। আল্ট্রালাইট এয়ারক্রাফ্ট উপকরণের মতো সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে গ্রাফিন আরও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে। আলোক সংবেদনশীল উপাদান হল একটি নতুন ধরনের আলোক সংবেদনশীল উপাদান যা আলোক সংবেদনশীল উপাদানের উপাদান হিসেবে গ্রাফিন ব্যবহার করে। একটি বিশেষ কাঠামোর মাধ্যমে, এটি বিদ্যমান CMOS বা CCD-এর তুলনায় আলোক সংবেদনশীল ক্ষমতা হাজার গুণ বৃদ্ধি করবে বলে আশা করা হচ্ছে এবং শক্তি খরচ মূলের মাত্র 10%। এটি মনিটর এবং স্যাটেলাইট ইমেজিংয়ের ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং ক্যামেরা, স্মার্ট ফোন ইত্যাদিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। যৌগিক উপকরণ গ্রাফিন-ভিত্তিক যৌগিক উপকরণ গ্রাফিন অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা দিক। তারা এনার্জি স্টোরেজ, লিকুইড ক্রিস্টাল ডিভাইস, ইলেকট্রনিক ডিভাইস, জৈবিক উপকরণ, সেন্সিং ম্যাটেরিয়াল এবং ক্যাটালিস্ট ক্যারিয়ারের ক্ষেত্রে চমৎকার পারফরম্যান্স প্রদর্শন করেছে এবং তাদের বিস্তৃত আবেদনের সম্ভাবনা রয়েছে।

9. বর্তমানে, গ্রাফিন কম্পোজিটগুলির গবেষণা প্রধানত গ্রাফিন পলিমার কম্পোজিট এবং গ্রাফিন-ভিত্তিক অজৈব ন্যানোকম্পোজিটগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে৷ গ্রাফিন গবেষণার গভীরতার সাথে, বাল্ক ধাতু-ভিত্তিক কম্পোজিটগুলিতে গ্রাফিন শক্তিবৃদ্ধির প্রয়োগের দিকে লোকেরা আরও বেশি মনোযোগ দিচ্ছে। গ্রাফিন দিয়ে তৈরি মাল্টিফাংশনাল পলিমার কম্পোজিট এবং উচ্চ-শক্তির ছিদ্রযুক্ত সিরামিক উপাদানগুলি যৌগিক পদার্থের অনেক বিশেষ বৈশিষ্ট্যকে উন্নত করে। বায়োগ্রাফিন মানব অস্থি মজ্জা মেসেনকাইমাল স্টেম কোষের অস্টিওজেনিক পার্থক্যকে ত্বরান্বিত করতে ব্যবহৃত হয় এবং এটি সিলিকন কার্বাইডে এপিটাক্সিয়াল গ্রাফিনের বায়োসেন্সর তৈরি করতেও ব্যবহৃত হয়। একই সময়ে, গ্রাফিন একটি স্নায়ু ইন্টারফেস ইলেক্ট্রোড হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যেমন সংকেত শক্তি বা দাগ টিস্যু গঠনের মতো বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন বা ধ্বংস না করে। এর নমনীয়তা, জৈব-সামঞ্জস্যতা এবং পরিবাহিতার কারণে, গ্রাফিন ইলেক্ট্রোডগুলি টংস্টেন বা সিলিকন ইলেক্ট্রোডের তুলনায় ভিভোতে অনেক বেশি স্থিতিশীল। গ্রাফিন অক্সাইড মানব কোষের ক্ষতি না করে ই. কোলাই এর বৃদ্ধি রোধ করতে খুবই কার্যকরী।