ফিজিক্স ওয়ার্ল্ডে নিবন্ধনের জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যদি যেকোনো সময় আপনার বিবরণ পরিবর্তন করতে চান, তাহলে অনুগ্রহ করে আমার অ্যাকাউন্টটি দেখুন।
গ্রাফাইট ফিল্ম ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক (EM) বিকিরণ থেকে রক্ষা করতে পারে, তবে বর্তমান প্রযুক্তিতে এগুলি তৈরি করতে বেশ কয়েক ঘন্টা সময় লাগে এবং প্রায় 3000 °C তাপমাত্রার প্রক্রিয়াকরণ প্রয়োজন। চীনা বিজ্ঞান একাডেমির শেনিয়াং ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি ফর ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্সের গবেষকদের একটি দল এখন ইথানলে নিকেল ফয়েলের গরম স্ট্রিপগুলিকে নিভিয়ে মাত্র কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে উচ্চমানের গ্রাফাইট ফিল্ম তৈরির একটি বিকল্প উপায় প্রদর্শন করেছে। এই ফিল্মগুলির বৃদ্ধির হার বিদ্যমান পদ্ধতিগুলির তুলনায় দুই ক্রম মাত্রারও বেশি বেশি এবং ফিল্মগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং যান্ত্রিক শক্তি রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) ব্যবহার করে তৈরি ফিল্মগুলির সমান।
সকল ইলেকট্রনিক ডিভাইসই কিছু EM বিকিরণ উৎপন্ন করে। ডিভাইসগুলি যত ছোট হতে থাকে এবং উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, ততই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) হওয়ার সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায় এবং ডিভাইসের কর্মক্ষমতার পাশাপাশি কাছাকাছি ইলেকট্রনিক সিস্টেমের কর্মক্ষমতার উপর বিরূপ প্রভাব ফেলতে পারে।
ভ্যান ডের ওয়ালস বল দ্বারা একত্রিত গ্রাফিনের স্তর থেকে তৈরি কার্বনের একটি অ্যালোট্রোপ গ্রাফাইটের বেশ কিছু উল্লেখযোগ্য বৈদ্যুতিক, তাপীয় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা এটিকে EMI এর বিরুদ্ধে কার্যকর ঢাল করে তোলে। যাইহোক, উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা অর্জনের জন্য এটি একটি খুব পাতলা ফিল্মের আকারে হওয়া প্রয়োজন, যা ব্যবহারিক EMI অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ এর অর্থ হল উপাদানটি EM তরঙ্গ প্রতিফলিত করতে এবং শোষণ করতে পারে যখন তারা এর ভিতরের চার্জ বাহকগুলির সাথে যোগাযোগ করে।
বর্তমানে, গ্রাফাইট ফিল্ম তৈরির প্রধান উপায়গুলির মধ্যে রয়েছে সুগন্ধযুক্ত পলিমারের উচ্চ-তাপমাত্রার পাইরোলাইসিস অথবা স্তরে স্তরে গ্রাফিন (GO) অক্সাইড বা গ্রাফিন ন্যানোশিট জমা করা। উভয় প্রক্রিয়ার জন্য প্রায় 3000 °C উচ্চ তাপমাত্রা এবং এক ঘন্টা প্রক্রিয়াকরণের সময় প্রয়োজন। CVD-তে, প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা কম (700 থেকে 1300 °C এর মধ্যে), তবে ভ্যাকুয়ামেও ন্যানোমিটার-পুরু ফিল্ম তৈরি করতে কয়েক ঘন্টা সময় লাগে।
ওয়েনকাই রেনের নেতৃত্বে একটি দল এখন আর্গন বায়ুমণ্ডলে নিকেল ফয়েলকে ১২০০ °সে তাপমাত্রায় গরম করে এবং তারপর দ্রুত ০ °সে তাপমাত্রায় ইথানলে এই ফয়েল ডুবিয়ে কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে দশ ন্যানোমিটার পুরু উচ্চমানের গ্রাফাইট ফিল্ম তৈরি করেছে। ইথানলের পচন থেকে উৎপন্ন কার্বন পরমাণুগুলি ধাতুর উচ্চ কার্বন দ্রাব্যতার (১২০০ °সে তাপমাত্রায় ০.৪%) কারণে নিকেলে ছড়িয়ে পড়ে এবং দ্রবীভূত হয়। যেহেতু এই কার্বন দ্রাব্যতা কম তাপমাত্রায় ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়, কার্বন পরমাণুগুলি পরবর্তীতে নিকেল পৃষ্ঠ থেকে পৃথক হয়ে যায় এবং নিকেলের পৃষ্ঠ থেকে অবক্ষেপিত হয়, যার ফলে একটি পুরু গ্রাফাইট ফিল্ম তৈরি হয়। গবেষকরা জানিয়েছেন যে নিকেলের চমৎকার অনুঘটক কার্যকলাপ অত্যন্ত স্ফটিক গ্রাফাইট গঠনেও সহায়তা করে।
উচ্চ-রেজোলিউশন ট্রান্সমিশন মাইক্রোস্কোপি, এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন এবং র্যামন স্পেকট্রোস্কোপির সংমিশ্রণ ব্যবহার করে, রেন এবং তার সহকর্মীরা দেখতে পান যে তাদের তৈরি গ্রাফাইটটি বৃহৎ অঞ্চলের উপর অত্যন্ত স্ফটিকযুক্ত, ভাল স্তরযুক্ত এবং কোনও দৃশ্যমান ত্রুটি ছিল না। ফিল্মের ইলেকট্রন পরিবাহিতা 2.6 x 105 S/m পর্যন্ত ছিল, যা CVD বা উচ্চ-তাপমাত্রা কৌশল এবং GO/গ্রাফিন ফিল্মের চাপ দ্বারা উত্থিত ফিল্মের অনুরূপ।
উপাদানটি EM বিকিরণকে কতটা ভালোভাবে আটকাতে পারে তা পরীক্ষা করার জন্য, দলটি 600 mm2 পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের ফিল্মগুলিকে পলিথিলিন টেরেফথালেট (PET) দিয়ে তৈরি সাবস্ট্রেটগুলিতে স্থানান্তরিত করে। এরপর তারা X-ব্যান্ড ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে, 8.2 থেকে 12.4 GHz এর মধ্যে ফিল্মের EMI শিল্ডিং কার্যকারিতা (SE) পরিমাপ করে। তারা প্রায় 77 nm পুরুত্বের একটি ফিল্মের জন্য 14.92 dB এর বেশি EMI SE খুঁজে পেয়েছে। যখন তারা আরও ফিল্ম একসাথে স্ট্যাক করে তখন এই মানটি পুরো X-ব্যান্ডে 20 dB (বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় সর্বনিম্ন মান) এর বেশি হয়ে যায়। প্রকৃতপক্ষে, পাঁচটি টুকরো স্ট্যাক করা গ্রাফাইট ফিল্ম (মোট প্রায় 385 nm পুরুত্বের) ধারণকারী একটি ফিল্মের EMI SE প্রায় 28 dB থাকে, যার অর্থ উপাদানটি ঘটনা বিকিরণের 99.84% ব্লক করতে পারে। সামগ্রিকভাবে, দলটি X-ব্যান্ড জুড়ে 481,000 dB/cm2/g এর EMI শিল্ডিং পরিমাপ করেছে, যা পূর্বে রিপোর্ট করা সমস্ত সিন্থেটিক উপকরণকে ছাড়িয়ে গেছে।
গবেষকরা বলছেন যে তাদের জ্ঞান অনুসারে, তাদের গ্রাফাইট ফিল্মটি রিপোর্ট করা শিল্ডিং উপকরণগুলির মধ্যে সবচেয়ে পাতলা, যার EMI শিল্ডিং কর্মক্ষমতা বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে। এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিও অনুকূল। উপাদানটির ফ্র্যাকচার শক্তি প্রায় 110 MPa (পলিকার্বোনেট সাপোর্টে স্থাপন করা উপাদানের স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভ থেকে নিষ্কাশিত) অন্যান্য পদ্ধতি দ্বারা উত্থিত গ্রাফাইট ফিল্মের তুলনায় বেশি। ফিল্মটিও নমনীয়, এবং এর EMI শিল্ডিং বৈশিষ্ট্যগুলি না হারিয়ে 5 মিমি বাঁকানো ব্যাসার্ধের সাথে 1000 বার বাঁকানো যেতে পারে। এটি 550 °C পর্যন্ত তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল। দলটি বিশ্বাস করে যে এই এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলির অর্থ হল এটি মহাকাশের পাশাপাশি ইলেকট্রনিক্স এবং অপটোইলেক্ট্রনিক্স সহ অনেক ক্ষেত্রে প্রয়োগের জন্য অতি পাতলা, হালকা, নমনীয় এবং কার্যকর EMI শিল্ডিং উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
এই নতুন ওপেন অ্যাক্সেস জার্নালে পদার্থ বিজ্ঞানের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য এবং উত্তেজনাপূর্ণ অগ্রগতিগুলি পড়ুন।
ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড আইওপি পাবলিশিংয়ের লক্ষ্যের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যাতে বিশ্বমানের গবেষণা এবং উদ্ভাবনকে সর্বাধিক সম্ভাব্য পাঠকদের কাছে পৌঁছে দেওয়া যায়। এই ওয়েবসাইটটি ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড পোর্টফোলিওর অংশ, যা বিশ্বব্যাপী বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের জন্য অনলাইন, ডিজিটাল এবং মুদ্রিত তথ্য পরিষেবার একটি সংগ্রহ।
পোস্টের সময়: মে-০৭-২০২০