ग्राफीन अपनी अविश्वसनीय मजबूती के लिए पहले से ही जाना जाता है, हालांकि इसकी मोटाई मात्र एक परमाणु जितनी होती है। तो इसे और भी मजबूत कैसे बनाया जा सकता है? इसे हीरे की चादरों में बदलकर। दक्षिण कोरिया के शोधकर्ताओं ने अब ग्राफीन को उच्च दबाव का उपयोग किए बिना सबसे पतली हीरे की फिल्मों में बदलने की एक नई विधि विकसित की है।
ग्राफीन, ग्रेफाइट और हीरा, ये सभी एक ही पदार्थ - कार्बन - से बने होते हैं, लेकिन इन पदार्थों में अंतर कार्बन परमाणुओं की संरचना और उनके आपस में जुड़े होने के तरीके में होता है। ग्राफीन कार्बन की एक ऐसी परत होती है जो केवल एक परमाणु जितनी मोटी होती है और उनमें क्षैतिज रूप से मजबूत बंधन होते हैं। ग्रेफाइट ग्राफीन की परतों से बना होता है जो एक दूसरे के ऊपर रखी होती हैं, जिनमें प्रत्येक परत के भीतर मजबूत बंधन होते हैं लेकिन अलग-अलग परतों को जोड़ने वाले बंधन कमजोर होते हैं। और हीरे में, कार्बन परमाणु तीन आयामों में कहीं अधिक मजबूती से जुड़े होते हैं, जिससे एक अविश्वसनीय रूप से कठोर पदार्थ बनता है।
जब ग्राफीन की परतों के बीच के बंधन मजबूत हो जाते हैं, तो यह हीरे के 2D रूप में बदल सकता है जिसे डायमेन कहते हैं। समस्या यह है कि ऐसा करना आमतौर पर आसान नहीं होता। एक विधि में अत्यधिक दबाव की आवश्यकता होती है, और दबाव हटाते ही पदार्थ वापस ग्राफीन में परिवर्तित हो जाता है। अन्य अध्ययनों में ग्राफीन में हाइड्रोजन परमाणु जोड़े गए हैं, लेकिन इससे बंधनों को नियंत्रित करना मुश्किल हो जाता है।
इस नए अध्ययन के लिए, इंस्टीट्यूट फॉर बेसिक साइंस (आईबीएस) और उल्सान नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (यूएनआईएसटी) के शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन के स्थान पर फ्लोरीन का प्रयोग किया। उनका मानना है कि फ्लोरीन के संपर्क में आने से द्विस्तरीय ग्राफीन की दोनों परतें एक-दूसरे के करीब आ जाती हैं, जिससे उनके बीच मजबूत बंधन बनते हैं।
टीम ने तांबे और निकल से बने सब्सट्रेट पर रासायनिक वाष्प निक्षेपण (सीवीडी) की आजमाई हुई विधि का उपयोग करके द्विस्तरीय ग्राफीन का निर्माण शुरू किया। फिर, उन्होंने ग्राफीन को ज़ेनॉन डाइफ्लोराइड के वाष्प के संपर्क में लाया। उस मिश्रण में मौजूद फ्लोरीन कार्बन परमाणुओं से चिपक जाता है, जिससे ग्राफीन परतों के बीच के बंधन मजबूत होते हैं और फ्लोरीनयुक्त हीरे की एक अति पतली परत बनती है, जिसे एफ-डायमेन के नाम से जाना जाता है।
यह नई प्रक्रिया अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में कहीं अधिक सरल है, जिससे इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन करना अपेक्षाकृत आसान हो जाएगा। हीरे की अति पतली चादरों से मजबूत, छोटे और अधिक लचीले इलेक्ट्रॉनिक घटक बनाए जा सकते हैं, विशेष रूप से एक विस्तृत अंतराल वाले अर्धचालक के रूप में।
"फ्लोरीनीकरण की यह सरल विधि कमरे के तापमान के आसपास और कम दबाव में प्लाज्मा या किसी भी गैस सक्रियण तंत्र के उपयोग के बिना काम करती है, इसलिए दोष पैदा होने की संभावना कम हो जाती है," अध्ययन के प्रथम लेखक पावेल वी. बखारेव कहते हैं।
पोस्ट करने का समय: 24 अप्रैल 2020