ગ્રાફીન -અરજી

1. મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન અને મોટા કદની સમસ્યાઓની ધીમે ધીમે પ્રગતિ સાથે, ગ્રાફિનની industrial દ્યોગિક એપ્લિકેશનની ગતિ વેગ આપે છે. હાલના સંશોધન પરિણામોના આધારે, પ્રથમ વ્યાપારી એપ્લિકેશનો મોબાઇલ ઉપકરણો, એરોસ્પેસ અને નવી energy ર્જા હોઈ શકે છે. બેટરી ક્ષેત્ર. ભૌતિકશાસ્ત્રના મૂળભૂત સંશોધન માટે મૂળભૂત સંશોધન ગ્રાફિનનું વિશેષ મહત્વ છે. તે કેટલીક ક્વોન્ટમ અસરોને સક્ષમ કરે છે જે ફક્ત સૈદ્ધાંતિક રીતે પ્રદર્શિત કરી શકાય છે તે પહેલાં પ્રયોગો દ્વારા ચકાસી શકાય છે.

2. બે-પરિમાણીય ગ્રાફિનમાં, ઇલેક્ટ્રોનનો સમૂહ અસ્તિત્વમાં નથી. આ મિલકત ગ્રાફિનને એક દુર્લભ કન્ડેન્સ્ડ મેટર બનાવે છે જેનો ઉપયોગ સાપેક્ષવાદી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ શકે છે - કારણ કે માસલેસ કણો પ્રકાશની ગતિએ આગળ વધવા જોઈએ, તેથી તે સાપેક્ષવાદી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ દ્વારા વર્ણવવું આવશ્યક છે, જે સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને નવી સંશોધન દિશા સાથે પ્રદાન કરે છે: કેટલાક પ્રયોગો જે મૂળ કણ પ્રવેગકમાં બહાર કા carries ીને જરૂરી છે. ઝીરો એનર્જી ગેપ સેમિકન્ડક્ટર્સ મુખ્યત્વે સિંગલ-લેયર ગ્રાફિન છે, અને આ ઇલેક્ટ્રોનિક રચના તેની સપાટી પર ગેસના અણુઓની ભૂમિકાને ગંભીરતાથી અસર કરશે. બલ્ક ગ્રેફાઇટની તુલનામાં, સપાટીની પ્રતિક્રિયા પ્રવૃત્તિને વધારવા માટે સિંગલ-લેયર ગ્રાફિનનું કાર્ય ગ્રાફિન હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જે દર્શાવે છે કે ગ્રાફિનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના સપાટીની પ્રવૃત્તિને મોડ્યુલેટ કરી શકે છે.

3. આ ઉપરાંત, ગ્રાફિનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને ગેસ પરમાણુ શોષણના સમાવેશ દ્વારા અનુરૂપ બદલી શકાય છે, જે ફક્ત વાહકોની સાંદ્રતામાં ફેરફાર કરે છે, પણ વિવિધ ગ્રાફિન્સ સાથે ડોપ કરી શકાય છે. સેન્સર ગ્રાફિનને રાસાયણિક સેન્સર બનાવી શકાય છે. આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ગ્રાફિનના સપાટીના or સોર્સપ્શન પ્રદર્શન દ્વારા પૂર્ણ થાય છે. કેટલાક વિદ્વાનોના સંશોધન મુજબ, ગ્રાફિન રાસાયણિક ડિટેક્ટરની સંવેદનશીલતાને એક પરમાણુ તપાસની મર્યાદા સાથે સરખાવી શકાય છે. ગ્રાફિનની અનન્ય દ્વિ-પરિમાણીય રચના તેને આસપાસના વાતાવરણ માટે ખૂબ સંવેદનશીલ બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ બાયોસેન્સર્સ માટે ગ્રાફિન એક આદર્શ સામગ્રી છે. ગ્રાફિનથી બનેલા સેન્સર્સમાં દવામાં ડોપામાઇન અને ગ્લુકોઝ શોધવા માટે સારી સંવેદનશીલતા હોય છે. ટ્રાંઝિસ્ટર ગ્રાફિનનો ઉપયોગ ટ્રાંઝિસ્ટર બનાવવા માટે થઈ શકે છે. ગ્રાફિન સ્ટ્રક્ચરની stability ંચી સ્થિરતાને કારણે, આ પ્રકારના ટ્રાંઝિસ્ટર હજી પણ એક અણુના સ્કેલ પર સ્થિર રીતે કાર્ય કરી શકે છે.

4. તેનાથી વિપરિત, વર્તમાન સિલિકોન આધારિત ટ્રાંઝિસ્ટર લગભગ 10 નેનોમીટરના સ્કેલ પર તેમની સ્થિરતા ગુમાવશે; બાહ્ય ક્ષેત્રમાં ગ્રાફિનમાં ઇલેક્ટ્રોનની અતિ-ઝડપી પ્રતિક્રિયાની ગતિ, તેનાથી બનેલા ટ્રાંઝિસ્ટર ખૂબ operating ંચી operating પરેટિંગ આવર્તન સુધી પહોંચી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આઇબીએમએ ફેબ્રુઆરી 2010 માં જાહેરાત કરી હતી કે તે ગ્રાફિન ટ્રાંઝિસ્ટરની operating પરેટિંગ આવર્તનને 100 ગીગાહર્ટ્ઝ સુધી વધારશે, જે સમાન કદના સિલિકોન ટ્રાંઝિસ્ટર કરતા વધારે છે. ફ્લેક્સિબલ ડિસ્પ્લે બેન્ડેબલ સ્ક્રીન કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ શોમાં ખૂબ ધ્યાન આકર્ષિત કરે છે, અને તે ભવિષ્યમાં મોબાઇલ ડિવાઇસ ડિસ્પ્લે માટે ફ્લેક્સિબલ ડિસ્પ્લે સ્ક્રીનોના વિકાસનો વલણ બની ગયો છે.

5. લવચીક પ્રદર્શનનું ભાવિ બજાર વ્યાપક છે, અને મૂળભૂત સામગ્રી તરીકે ગ્રાફિનની સંભાવના પણ આશાસ્પદ છે. દક્ષિણ કોરિયન સંશોધનકારોએ પ્રથમ વખત ગ્રેફિનના બહુવિધ સ્તરો અને ગ્લાસ ફાઇબર પોલિએસ્ટર શીટ સબસ્ટ્રેટથી બનેલું લવચીક પારદર્શક પ્રદર્શન બનાવ્યું છે. દક્ષિણ કોરિયાના સેમસંગ અને સુંગકીંકવાન યુનિવર્સિટીના સંશોધનકારોએ 63 સે.મી.ના વિશાળ ફ્લેક્સિબલ પારદર્શક ગ્લાસ ફાઇબર પોલિએસ્ટર બોર્ડ પર ટીવીના કદને શુદ્ધ ગ્રાફિનનો ટુકડો બનાવ્યો છે. તેઓએ કહ્યું કે આ અત્યાર સુધીમાં સૌથી મોટો "બલ્ક" ગ્રાફિન બ્લોક છે. ત્યારબાદ, તેઓ લવચીક ટચ સ્ક્રીન બનાવવા માટે ગ્રાફિન બ્લોકનો ઉપયોગ કરે છે.

6. સંશોધનકારોએ કહ્યું કે સિદ્ધાંતમાં, લોકો તેમના સ્માર્ટફોનને રોલ કરી શકે છે અને પેન્સિલની જેમ તેમના કાનની પાછળ પિન કરી શકે છે. નવી energy ર્જા બેટરી નવી energy ર્જા બેટરી પણ ગ્રાફિનના પ્રારંભિક વ્યાપારી ઉપયોગનું એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્ર છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ Technology ફ ટેકનોલોજીએ સપાટી પર ગ્રાફિન નેનો-કોટિંગ્સ સાથે લવચીક ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સ સફળતાપૂર્વક વિકસાવી છે, જે પારદર્શક અને વિકૃત સૌર કોષોના ઉત્પાદનની કિંમતને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડી શકે છે. આવી બેટરીઓનો ઉપયોગ નાઇટ વિઝન ગોગલ્સ, કેમેરા અને અન્ય નાના ડિજિટલ કેમેરામાં થઈ શકે છે. ઉપકરણમાં એપ્લિકેશન. આ ઉપરાંત, ગ્રાફિન સુપર બેટરીના સફળ સંશોધન અને વિકાસથી નવી energy ર્જા વાહન બેટરીના નવા energy ર્જા વાહન બેટરીના લાંબા સમય સુધી અપૂરતી ક્ષમતા અને લાંબા ચાર્જિંગ સમયની સમસ્યાઓ પણ હલ થઈ છે.

7. સંશોધન પરિણામોની આ શ્રેણીએ નવા energy ર્જા બેટરી ઉદ્યોગમાં ગ્રાફિનની એપ્લિકેશનનો માર્ગ મોકળો કર્યો. ડિસેલિનેશન ગ્રાફિન ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ અન્ય ડિસેલિનેશન તકનીકીઓ કરતાં વધુ થાય છે. પાણીના વાતાવરણમાં ગ્રાફિન ox કસાઈડ ફિલ્મ પાણી સાથે ગા close સંપર્ક કર્યા પછી, લગભગ 0.9 નેનોમીટરની પહોળાઈવાળી ચેનલ રચાય છે, અને આ કદ કરતા નાના આયનો અથવા અણુઓ ઝડપથી પસાર થઈ શકે છે. ગ્રાફિન ફિલ્મમાં રુધિરકેશિકા ચેનલોનું કદ યાંત્રિક માધ્યમથી વધુ સંકુચિત થાય છે, અને છિદ્રનું કદ નિયંત્રિત થાય છે, જે દરિયાઇ પાણીમાં મીઠુંને અસરકારક રીતે ફિલ્ટર કરી શકે છે. હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ મટિરિયલ ગ્રાફિનમાં હળવા વજન, ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતા અને ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટીના ક્ષેત્રના ફાયદા છે, જે તેને હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ સામગ્રી માટે શ્રેષ્ઠ ઉમેદવાર બનાવે છે. એરોસ્પેસમાં ઉચ્ચ વાહકતા, ઉચ્ચ તાકાત, અતિ-પ્રકાશ અને પાતળાની લાક્ષણિકતાઓને કારણે, એરોસ્પેસ અને લશ્કરી ઉદ્યોગમાં ગ્રાફિનના એપ્લિકેશન ફાયદા પણ અત્યંત અગ્રણી છે.

8. 2014 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નાસાએ એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં વપરાયેલ ગ્રાફિન સેન્સર વિકસિત કર્યો, જે પૃથ્વીના ઉચ્ચ- itude ંચાઇના વાતાવરણમાં ટ્રેસ તત્વો અને અવકાશયાન પરના માળખાકીય ખામીને શોધી શકે છે. ગ્રાફિન અલ્ટ્રાલાઇટ એરક્રાફ્ટ મટિરિયલ્સ જેવા સંભવિત એપ્લિકેશનોમાં પણ વધુ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે. ફોટોસેન્સિટિવ તત્વ એ ફોટોસેન્સિટિવ તત્વની સામગ્રી તરીકે ગ્રાફિનનો ઉપયોગ કરીને એક નવું પ્રકારનું ફોટોસેન્સિટિવ તત્વ છે. વિશેષ રચના દ્વારા, હાલના સીએમઓ અથવા સીસીડીની તુલનામાં હજારો વખત ફોટોસેન્સિટિવ ક્ષમતામાં વધારો થવાની અપેક્ષા છે, અને energy ર્જા વપરાશ મૂળના માત્ર 10% છે. તેનો ઉપયોગ મોનિટર અને સેટેલાઇટ ઇમેજિંગના ક્ષેત્રમાં થઈ શકે છે, અને તેનો ઉપયોગ કેમેરા, સ્માર્ટ ફોન્સ, વગેરેમાં થઈ શકે છે. સંયુક્ત સામગ્રી ગ્રાફિન-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી ગ્રાફિન એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રમાં એક મહત્વપૂર્ણ સંશોધન દિશા છે. તેઓએ energy ર્જા સંગ્રહ, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ડિવાઇસીસ, ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસીસ, જૈવિક પદાર્થો, સેન્સિંગ મટિરિયલ્સ અને ઉત્પ્રેરક કેરિયર્સના ક્ષેત્રોમાં ઉત્તમ પ્રદર્શન દર્શાવ્યું છે અને એપ્લિકેશનની સંભાવનાની વિશાળ શ્રેણી છે.

. ગ્રાફિન સંશોધનને ening ંડું કરવાથી, બલ્ક મેટલ-આધારિત કમ્પોઝિટમાં લોકો વધુને વધુ ધ્યાન આપી રહ્યા છે. મલ્ટિફંક્શનલ પોલિમર કમ્પોઝિટ્સ અને ગ્રાફિનથી બનેલી ઉચ્ચ-શક્તિવાળા છિદ્રાળુ સિરામિક સામગ્રી સંયુક્ત સામગ્રીના ઘણા વિશેષ ગુણધર્મોને વધારે છે. જીવનચરિત્રનો ઉપયોગ માનવ અસ્થિ મજ્જા મેસેનચેમલ સ્ટેમ સેલ્સના te સ્ટિઓજેનિક તફાવતને વેગ આપવા માટે થાય છે, અને તેનો ઉપયોગ સિલિકોન કાર્બાઇડ પર એપિટેક્સિયલ ગ્રાફિનના બાયોસેન્સર્સ બનાવવા માટે પણ થાય છે. તે જ સમયે, ગ્રાફિનનો ઉપયોગ સિગ્નલ તાકાત અથવા ડાઘ પેશીઓની રચના જેવા ગુણધર્મોને બદલવા અથવા નાશ કર્યા વિના ચેતા ઇન્ટરફેસ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે થઈ શકે છે. તેની સુગમતા, બાયોકોમ્પેટીબિલિટી અને વાહકતાને લીધે, ગ્રાફિન ઇલેક્ટ્રોડ્સ ટંગસ્ટન અથવા સિલિકોન ઇલેક્ટ્રોડ્સ કરતા વિવોમાં વધુ સ્થિર છે. ગ્રાફિન ox કસાઈડ માનવ કોષોને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના ઇ.કોલીના વિકાસને અટકાવવા માટે ખૂબ અસરકારક છે.