گرافین کا اطلاق

1. بڑے پیمانے پر پیداوار اور بڑے سائز کے مسائل کی بتدریج پیشرفت کے ساتھ ، گرافین کے صنعتی اطلاق کی رفتار تیز ہورہی ہے۔ موجودہ تحقیقی نتائج کی بنیاد پر ، پہلی تجارتی ایپلی کیشنز موبائل ڈیوائسز ، ایرو اسپیس اور نئی توانائی ہوسکتی ہیں۔ بیٹری فیلڈ بنیادی ریسرچ گرافین کی طبیعیات میں بنیادی تحقیق کے لئے ایک خاص اہمیت ہے۔ یہ کچھ کوانٹم اثرات کے قابل بناتا ہے جو تجربات کے ذریعہ اس سے پہلے ہی نظریاتی طور پر ظاہر کیا جاسکتا ہے۔

2. دو جہتی گرافین میں ، الیکٹرانوں کا بڑے پیمانے پر کوئی وجود نہیں ہے۔ یہ پراپرٹی گرافین کو ایک نایاب گاڑھا معاملہ بناتی ہے جسے متعلقہ کوانٹم میکینکس کا مطالعہ کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے - کیوں کہ بڑے پیمانے پر ذرات کو روشنی کی رفتار سے آگے بڑھنا چاہئے ، لہذا اس کو متعلقہ کوانٹم میکینکس کے ذریعہ بیان کرنا چاہئے ، جو نظریاتی طبیعیات دانوں کو ایک نئی تحقیق کی سمت فراہم کرتا ہے: کچھ ایسے تجربات جن کو اصل میں بڑے پیمانے پر ذرہ ایکسلریٹروں میں نکالا جاسکتا ہے۔ زیرو انرجی گیپ سیمیکمڈکٹر بنیادی طور پر سنگل پرت گرافین ہیں ، اور یہ الیکٹرانک ڈھانچہ اس کی سطح پر گیس کے انووں کے کردار کو سنجیدگی سے متاثر کرے گا۔ بلک گریفائٹ کے مقابلے میں ، سطح کے رد عمل کی سرگرمی کو بڑھانے کے لئے سنگل پرت گرافین کا فنکشن گرافین ہائیڈروجنیشن اور آکسیکرن کے رد عمل کے نتائج سے ظاہر ہوتا ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ گرافین کا الیکٹرانک ڈھانچہ سطح کی سرگرمی کو ماڈیول کرسکتا ہے۔

3. اس کے علاوہ ، گرافین کے الیکٹرانک ڈھانچے کو گیس کے انو جذب کو شامل کرنے سے اسی طرح تبدیل کیا جاسکتا ہے ، جو نہ صرف کیریئر کی حراستی کو تبدیل کرتا ہے ، بلکہ مختلف گرافینز کے ساتھ بھی ڈوپ کیا جاسکتا ہے۔ سینسر گرافین کو کیمیائی سینسر بنایا جاسکتا ہے۔ یہ عمل بنیادی طور پر گرافین کی سطح کی جذب کی کارکردگی سے مکمل ہوتا ہے۔ کچھ اسکالرز کی تحقیق کے مطابق ، گرافین کیمیائی ڈٹیکٹروں کی حساسیت کا موازنہ واحد انو کا پتہ لگانے کی حد سے کیا جاسکتا ہے۔ گرافین کا انوکھا دو جہتی ڈھانچہ اسے آس پاس کے ماحول سے بہت حساس بنا دیتا ہے۔ گرافین الیکٹرو کیمیکل بائیوسینسرز کے لئے ایک مثالی مواد ہے۔ گرافین سے بنے سینسر کو دوائی میں ڈوپامائن اور گلوکوز کا پتہ لگانے کے لئے اچھی حساسیت ہے۔ ٹرانجسٹر گرافین کو ٹرانجسٹر بنانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ گرافین ڈھانچے کے اعلی استحکام کی وجہ سے ، اس قسم کا ٹرانجسٹر اب بھی کسی ایک ایٹم کے پیمانے پر مستحکم کام کرسکتا ہے۔

4. اس کے برعکس ، موجودہ سلیکن پر مبنی ٹرانجسٹر تقریبا 10 نینو میٹر کے پیمانے پر اپنا استحکام کھو دیں گے۔ بیرونی میدان میں گرافین میں الیکٹرانوں کی انتہائی تیز رفتار رد عمل کی رفتار اس سے بنی ٹرانجسٹروں کو بہت زیادہ آپریٹنگ فریکوئنسی تک پہنچ سکتی ہے۔ مثال کے طور پر ، آئی بی ایم نے فروری 2010 میں اعلان کیا تھا کہ اس سے گرافین ٹرانجسٹروں کی آپریٹنگ فریکوئنسی کو 100 گیگا ہرٹز تک بڑھایا جائے گا ، جو اسی سائز کے سلیکن ٹرانجسٹروں سے زیادہ ہے۔ لچکدار ڈسپلے موڑنے والی اسکرین نے کنزیومر الیکٹرانکس شو میں بہت زیادہ توجہ مبذول کروائی ، اور یہ مستقبل میں موبائل ڈیوائس ڈسپلے کے لچکدار ڈسپلے اسکرینوں کی ترقی کا رجحان بن گیا ہے۔

5. لچکدار ڈسپلے کی مستقبل کی منڈی وسیع ہے ، اور ایک بنیادی مواد کے طور پر گرافین کا امکان بھی امید افزا ہے۔ جنوبی کوریا کے محققین نے پہلی بار گرافین کی متعدد پرتوں اور گلاس فائبر پالئیےسٹر شیٹ سبسٹریٹ پر مشتمل ایک لچکدار شفاف ڈسپلے تیار کیا ہے۔ جنوبی کوریا کے سیمسنگ اور سانگکونکوان یونیورسٹی کے محققین نے خالص گرافین کے ایک ٹکڑے کو 63 سینٹی میٹر چوڑا لچکدار شفاف شفاف شیشے کے فائبر پالئیےسٹر بورڈ پر ایک ٹی وی کے سائز کو گھڑ لیا ہے۔ انہوں نے کہا کہ یہ اب تک کا سب سے بڑا "بلک" گرافین بلاک ہے۔ اس کے بعد ، انہوں نے لچکدار ٹچ اسکرین بنانے کے لئے گرافین بلاک کا استعمال کیا۔

6۔ محققین نے کہا کہ نظریہ طور پر ، لوگ اپنے اسمارٹ فونز کو تیار کرسکتے ہیں اور انہیں پنسل کی طرح کانوں کے پیچھے باندھ سکتے ہیں۔ نئی توانائی کی بیٹریاں نئی ​​توانائی کی بیٹریاں بھی گرافین کے ابتدائی تجارتی استعمال کا ایک اہم علاقہ ہیں۔ ریاستہائے متحدہ میں میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی نے سطح پر گرافین نانو کوٹنگ کے ساتھ لچکدار فوٹو وولٹک پینلز کو کامیابی کے ساتھ تیار کیا ہے ، جو شفاف اور ناقص شمسی خلیوں کی تیاری کی لاگت کو بہت کم کرسکتے ہیں۔ اس طرح کی بیٹریاں نائٹ ویژن چشموں ، کیمرے اور دوسرے چھوٹے ڈیجیٹل کیمروں میں استعمال کی جاسکتی ہیں۔ آلہ میں درخواست۔ اس کے علاوہ ، گرافین سپر بیٹریوں کی کامیاب تحقیق اور ترقی نے بھی ناکافی صلاحیت اور نئی توانائی کی گاڑیوں کی بیٹریوں کے طویل چارجنگ ٹائم کے مسائل کو حل کیا ہے ، جس سے نئی توانائی کی بیٹری کی صنعت کی ترقی کو بہت تیز کیا گیا ہے۔

7. تحقیق کے نتائج کے اس سلسلے نے نئی توانائی کی بیٹری انڈسٹری میں گرافین کے اطلاق کی راہ ہموار کردی۔ ڈیسیلینیشن گرافین فلٹرز دیگر ڈیسیلینیشن ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں زیادہ استعمال ہوتے ہیں۔ پانی کے ماحول میں گرافین آکسائڈ فلم پانی کے ساتھ قریبی رابطے میں ہونے کے بعد ، ایک چینل جس کی چوڑائی 0.9 نینو میٹر کی چوڑائی ہے ، اور اس سائز سے چھوٹے آئنوں یا انووں کو جلدی سے گزر سکتا ہے۔ گرافین فلم میں کیشکا چینلز کا سائز مکینیکل ذرائع سے مزید دباؤ ڈالتا ہے ، اور تاکنا سائز کو کنٹرول کیا جاتا ہے ، جو سمندری پانی میں نمک کو موثر انداز میں فلٹر کرسکتا ہے۔ ہائیڈروجن اسٹوریج میٹریل گرافین میں ہلکے وزن ، اعلی کیمیائی استحکام اور اعلی مخصوص سطح کے رقبے کے فوائد ہیں ، جس سے یہ ہائیڈروجن اسٹوریج مواد کا بہترین امیدوار بنتا ہے۔ ایرو اسپیس میں اعلی چالکتا ، اعلی طاقت ، الٹرا لائٹ اور پتلی کی خصوصیات کی وجہ سے ، ایرو اسپیس اور فوجی صنعت میں گرافین کے اطلاق کے فوائد بھی انتہائی نمایاں ہیں۔

8۔ 2014 میں ، ریاستہائے متحدہ میں ناسا نے ایرو اسپیس فیلڈ میں استعمال ہونے والا ایک گرافین سینسر تیار کیا ، جو زمین کے اونچائی والے ماحول میں ٹریس عناصر اور خلائی جہاز پر ساختی نقائص کا پتہ لگاسکتا ہے۔ گرافین ممکنہ ایپلی کیشنز جیسے الٹرا لائٹ ہوائی جہاز کے مواد میں بھی زیادہ اہم کردار ادا کرے گا۔ فوٹوسنسیٹیو عنصر ایک نئی قسم کی فوٹوسنسیٹیو عنصر ہے جو گرافین کو فوٹوسنسیٹیو عنصر کے مواد کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔ ایک خاص ڈھانچے کے ذریعہ ، توقع کی جاتی ہے کہ موجودہ سی ایم اوز یا سی سی ڈی کے مقابلے میں ہزاروں بار فوٹوسنسٹیو قابلیت میں اضافہ ہوگا ، اور توانائی کی کھپت اصل کا صرف 10 ٪ ہے۔ اس کا استعمال مانیٹر اور سیٹلائٹ امیجنگ کے میدان میں کیا جاسکتا ہے ، اور اسے کیمرے ، سمارٹ فونز وغیرہ میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ جامع مواد گرافین پر مبنی جامع مواد گرافین ایپلی کیشنز کے شعبے میں ایک اہم تحقیقی سمت ہیں۔ انہوں نے انرجی اسٹوریج ، مائع کرسٹل ڈیوائسز ، الیکٹرانک آلات ، حیاتیاتی مواد ، سینسنگ میٹریلز ، اور کاتالسٹ کیریئر کے شعبوں میں عمدہ کارکردگی کا مظاہرہ کیا ہے ، اور ان میں درخواست کے بہت سارے امکانات ہیں۔

9. فی الحال ، گرافین کمپوزٹ کی تحقیق بنیادی طور پر گرافین پولیمر کمپوزٹ اور گرافین پر مبنی غیر نامیاتی نانوکومپوزائٹس پر مرکوز ہے۔ گرافین ریسرچ کو گہرا کرنے کے ساتھ ، بلک دھات پر مبنی کمپوزٹ میں گرافین کمک کے استعمال سے لوگ زیادہ سے زیادہ توجہ دے رہے ہیں۔ گرافین سے بنی ملٹی فنکشنل پولیمر کمپوزائٹس اور اعلی طاقت والے غیر محفوظ سیرامک ​​مواد جامع مواد کی بہت سی خصوصی خصوصیات کو بہتر بناتے ہیں۔ بائیوگرافین کا استعمال انسانی ہڈیوں کے میرو میسینچیمل اسٹیم خلیوں کے آسٹیوجینک تفریق کو تیز کرنے کے لئے کیا جاتا ہے ، اور یہ سلیکن کاربائڈ پر ایپیٹیکسیل گرافین کے بائیوسینسر بنانے کے لئے بھی استعمال ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، گرافین کو اعصابی انٹرفیس الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے جیسے سگنل کی طاقت یا داغ ٹشو کی تشکیل جیسی خصوصیات کو تبدیل یا تباہ کیا۔ اس کی لچک ، بائیوکمپیٹیبلٹی اور چالکتا کی وجہ سے ، گرافین الیکٹروڈ ٹنگسٹن یا سلیکن الیکٹروڈ کے مقابلے میں ویوو میں کہیں زیادہ مستحکم ہیں۔ گرافین آکسائڈ انسانی خلیوں کو نقصان پہنچائے بغیر ای کولی کی نشوونما کو روکنے میں بہت موثر ہے۔