ग्राफीन हे फक्त एका अणूची जाडी असूनही, अविश्वसनीयपणे मजबूत म्हणून ओळखले जाते. मग ते आणखी मजबूत कसे बनवता येईल? अर्थातच, त्याचे हिऱ्याच्या चादरींमध्ये रूपांतर करून. दक्षिण कोरियातील संशोधकांनी आता उच्च दाब न वापरता ग्राफीनला सर्वात पातळ हिऱ्याच्या थरांमध्ये रूपांतरित करण्याची एक नवीन पद्धत विकसित केली आहे.
ग्राफीन, ग्रेफाइट आणि हिरा हे सर्व एकाच पदार्थापासून बनलेले आहेत - कार्बन - परंतु या पदार्थांमधील फरक म्हणजे कार्बन अणू कसे व्यवस्थित केले जातात आणि एकत्र कसे जोडले जातात. ग्राफीन हा कार्बनचा एक शीट आहे जो फक्त एका अणूची जाडीचा असतो, ज्यांच्यामध्ये क्षैतिजरित्या मजबूत बंध असतात. ग्रेफाइट एकमेकांच्या वर रचलेल्या ग्राफीन शीटपासून बनलेला असतो, प्रत्येक शीटमध्ये मजबूत बंध असतात परंतु कमकुवत बंध वेगवेगळ्या शीटला जोडतात. आणि हिऱ्यामध्ये, कार्बन अणू तीन आयामांमध्ये अधिक मजबूतपणे जोडलेले असतात, ज्यामुळे एक अविश्वसनीय कठीण पदार्थ तयार होतो.
जेव्हा ग्राफीनच्या थरांमधील बंध मजबूत होतात, तेव्हा ते डायमॅन म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या हिऱ्याच्या 2D स्वरूपात बदलू शकते. समस्या अशी आहे की, हे करणे सहसा सोपे नसते. एका मार्गासाठी अत्यंत उच्च दाबांची आवश्यकता असते आणि तो दाब काढून टाकताच ते पदार्थ पुन्हा ग्राफीनमध्ये बदलते. इतर अभ्यासांनी ग्राफीनमध्ये हायड्रोजन अणू जोडले आहेत, परंतु त्यामुळे बंध नियंत्रित करणे कठीण होते.
नवीन अभ्यासासाठी, इन्स्टिट्यूट फॉर बेसिक सायन्स (IBS) आणि उल्सान नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी (UNIST) मधील संशोधकांनी हायड्रोजनऐवजी फ्लोरिनचा वापर केला. कल्पना अशी आहे की बायलेयर ग्राफीनला फ्लोरिनशी जोडून, ते दोन्ही थरांना जवळ आणते आणि त्यांच्यामध्ये मजबूत बंध निर्माण करते.
या टीमने तांबे आणि निकेलपासून बनवलेल्या सब्सट्रेटवर, रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) च्या ट्राय-अँड-ट्रू पद्धतीचा वापर करून बायलेयर ग्राफीन तयार करून सुरुवात केली. नंतर, त्यांनी ग्राफीनला झेनॉन डायफ्लोराइडच्या वाष्पांच्या संपर्कात आणले. त्या मिश्रणातील फ्लोरिन कार्बन अणूंना चिकटून राहते, ग्राफीन थरांमधील बंध मजबूत करते आणि फ्लोरिनेटेड हिऱ्याचा एक अतिपातळ थर तयार करते, ज्याला F-डायमेन म्हणतात.
ही नवीन प्रक्रिया इतरांपेक्षा खूपच सोपी आहे, ज्यामुळे ती वाढवणे तुलनेने सोपे होईल. हिऱ्याच्या अल्ट्राथिन शीट्समुळे मजबूत, लहान आणि अधिक लवचिक इलेक्ट्रॉनिक घटक मिळू शकतात, विशेषतः वाइड-गेप सेमी-कंडक्टर म्हणून.
"ही सोपी फ्लोरिनेशन पद्धत प्लाझ्मा किंवा कोणत्याही वायू सक्रियकरण यंत्रणेचा वापर न करता खोलीच्या जवळच्या तापमानावर आणि कमी दाबाखाली काम करते, त्यामुळे दोष निर्माण होण्याची शक्यता कमी होते," असे अभ्यासाचे पहिले लेखक पावेल व्ही. बखारेव म्हणतात.
पोस्ट वेळ: एप्रिल-२४-२०२०