ग्राफीन फक्त एका अणूइतके जाड असूनही, ते अत्यंत मजबूत असल्याबद्दल आधीच ओळखले जाते. मग त्याला आणखी मजबूत कसे बनवता येईल? अर्थातच, त्याचे हिऱ्याच्या पत्र्यांमध्ये रूपांतर करून. दक्षिण कोरियातील संशोधकांनी आता उच्च दाबाचा वापर न करता, ग्राफीनचे सर्वात पातळ हिऱ्याच्या थरांमध्ये रूपांतर करण्याची एक नवीन पद्धत विकसित केली आहे.
ग्राफीन, ग्रॅफाइट आणि हिरा हे सर्व एकाच पदार्थापासून - कार्बनपासून - बनलेले आहेत, परंतु या पदार्थांमधील फरक म्हणजे कार्बन अणूंची रचना आणि ते एकमेकांशी कसे जोडलेले आहेत. ग्राफीन हा कार्बनचा एक थर असतो, जो फक्त एका अणूइतका जाड असतो आणि त्यांच्यामध्ये आडव्या दिशेने मजबूत बंध असतात. ग्रॅफाइट हे ग्राफीनच्या थरांना एकमेकांवर रचून बनलेले असते, ज्यात प्रत्येक थराच्या आत मजबूत बंध असतात, परंतु वेगवेगळ्या थरांना जोडणारे बंध कमकुवत असतात. आणि हिऱ्यामध्ये, कार्बन अणू त्रिमितीय दिशेने खूपच जास्त घट्टपणे जोडलेले असतात, ज्यामुळे एक अत्यंत कठीण पदार्थ तयार होतो.
जेव्हा ग्राफीनच्या थरांमधील बंध मजबूत केले जातात, तेव्हा ते डायमेन नावाच्या हिऱ्याच्या द्विमितीय (2D) स्वरूपात बदलू शकते. समस्या अशी आहे की, हे करणे सामान्यतः सोपे नसते. एका पद्धतीमध्ये अत्यंत उच्च दाबाची आवश्यकता असते आणि तो दाब काढून टाकल्याबरोबरच ते पदार्थ पुन्हा ग्राफीनमध्ये रूपांतरित होते. इतर अभ्यासांमध्ये ग्राफीनमध्ये हायड्रोजनचे अणू जोडले गेले आहेत, परंतु त्यामुळे बंधांवर नियंत्रण ठेवणे कठीण होते.
नवीन अभ्यासासाठी, इन्स्टिट्यूट फॉर बेसिक सायन्स (IBS) आणि उल्सान नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (UNIST) येथील संशोधकांनी हायड्रोजनऐवजी फ्लोरीनचा वापर केला. यामागील कल्पना अशी आहे की, बायलेअर ग्राफीनला फ्लोरीनच्या संपर्कात आणल्याने, त्याचे दोन थर एकमेकांच्या जवळ येतात, ज्यामुळे त्यांच्यामध्ये अधिक मजबूत बंध तयार होतात.
संघाने तांबे आणि निकेलपासून बनवलेल्या सब्सट्रेटवर, केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन (CVD) या सिद्ध पद्धतीचा वापर करून बायलेअर ग्राफीन तयार करण्यापासून सुरुवात केली. त्यानंतर, त्यांनी ग्राफीनला झेनॉन डायफ्लोराइडच्या वाफेच्या संपर्कात आणले. त्या मिश्रणातील फ्लोरीन कार्बन अणूंना चिकटते, ज्यामुळे ग्राफीनच्या थरांमधील बंध मजबूत होतात आणि एफ-डायमेन म्हणून ओळखला जाणारा फ्लोरिनेटेड हिऱ्याचा एक अतिशय पातळ थर तयार होतो.
ही नवीन प्रक्रिया इतरांपेक्षा खूपच सोपी आहे, ज्यामुळे तिचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करणे तुलनेने सोपे होईल. हिऱ्याच्या अतिशय पातळ पत्र्यांपासून अधिक मजबूत, लहान आणि अधिक लवचिक इलेक्ट्रॉनिक घटक बनवता येऊ शकतात, विशेषतः वाइड-गॅप सेमीकंडक्टर म्हणून.
“ही सोपी फ्लोरिनेशन पद्धत प्लाझ्मा किंवा कोणत्याही वायू सक्रियकरण यंत्रणेचा वापर न करता, खोलीच्या तापमानाजवळ आणि कमी दाबाखाली कार्य करते, त्यामुळे दोष निर्माण होण्याची शक्यता कमी होते,” असे या अभ्यासाचे प्रथम लेखक पावेल व्ही. बाखारेव म्हणतात.
पोस्ट करण्याची वेळ: २४ एप्रिल २०२०