গ্রাফিন এবং তার ব্যবহার গ্রাফিন আবিষ্কার আধুনিক বিশ্বের ননোটেকনোলজি

সম্প্রতি, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে একটি নতুন ক্ষেত্র উদ্ভূত হয়েছে, যা ন্যানোপ্রযুক্তি নামে পরিচিত ছিল। এই শৃঙ্খলা জন্য সম্ভাবনার শুধু সুবিশাল না। তারা মহৎ। "ন্যানো" নামক একটি কণা হল একটি মান যেটি কোনও মূল্যের এক বিলিয়নের সমান। এই মাত্রা শুধুমাত্র পরমাণু এবং অণু মাত্রা সঙ্গে তুলনা করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি মিনার এক বিলিয়ন বিলিয়ন একটি nanometer বলা হয়।

বিজ্ঞান নতুন ক্ষেত্রের প্রধান দিক

ননোটেকনোলজি এমন অন্বেষণ করে যেগুলি অণু এবং পরমাণুর স্তরে বস্তুকে নিপুণ করে। এই বিষয়ে বিজ্ঞানের এই ক্ষেত্রটিকে আণবিক প্রযুক্তি বলা হয়। তার উন্নয়নের জন্য অনুপ্রেরণা কি ছিল? আধুনিক বিশ্বের ন্যানোপ্রযুক্তিটি রিচার্ড ফেনম্যানের বক্তৃতাতে ধন্যবাদ জানায় । এটিতে, বিজ্ঞানী প্রমাণ করেছেন যে পরমাণু থেকে সরাসরি জিনিষ তৈরি করার কোন বাধা নেই।

ক্ষুদ্রতম কণার দক্ষ ম্যানিপুলেশন জন্য হাতিয়ার একটি assembler বলা হয়। এটি একটি আণবিক nanomachine, যার সাথে আপনি কোন গঠন তৈরি করতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রাকৃতিক সমবেতকারীকে রবিওসোম বলা হয়, যা জীবন্ত প্রাণীর প্রোটিন সংশ্লেষণ করে।

আধুনিক জগতের ননোটেকনোলজি শুধু জ্ঞান একটি আলাদা ক্ষেত্র নয়। তারা অনেক মৌলিক বিজ্ঞান সরাসরি সম্পর্কিত গবেষণা একটি বিশাল ক্ষেত্র প্রতিনিধিত্ব। তাদের মধ্যে পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন এবং জীববিদ্যা আছে। বিজ্ঞানীদের মতে, এই বিজ্ঞানগুলি আসন্ন ননোটেকনোলজি বিপ্লবের পটভূমিতে উন্নয়নের জন্য সবচেয়ে শক্তিশালী অনুপ্রেরণা পাবে।

আবেদন সুযোগ

মানুষের কার্যকলাপের সমস্ত ক্ষেত্রগুলি তালিকা করুন, যেখানে আজ ন্যানোপ্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়, কারণ একটি অত্যন্ত চিত্তাকর্ষক তালিকা অসম্ভব। সুতরাং, বিজ্ঞান এই ক্ষেত্রের সাহায্যে, নিম্নলিখিত উত্পাদিত হয়:

- কোন তথ্য সুপার-ঘন রেকর্ডিং জন্য ডিজাইন করা ডিভাইস;
- বিভিন্ন ভিডিও সরঞ্জাম;
- সেন্সর, সৌর কোষ, অর্ধপরিবাহী ট্রানজিস্টর;
- তথ্য, কম্পিউটিং এবং তথ্য প্রযুক্তি;
- ন্যানোপ্রিন্টিং এবং ননোললিগ্রাফি;
- শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ডিজাইন করা ডিভাইস, এবং জ্বালানী কোষ;
- প্রতিরক্ষা, স্থান এবং বিমানচালনা অ্যাপ্লিকেশন;
- জীববিজ্ঞান

ন্যানোটেকনোলজি, রাশিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জাপান এবং কয়েকটি ইউরোপীয় দেশ যেমন একটি বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রে, প্রতি বছর আরো অর্থায়ন করা হয়। এই গবেষণার এই ক্ষেত্রে উন্নয়নের জন্য ব্যাপক সম্ভাবনা কারণে।

রাশিয়ান ন্যানো প্রযুক্তিগুলি লক্ষ্য ফেডারেল প্রোগ্রাম অনুযায়ী উন্নয়নশীল, যা শুধুমাত্র বড় আর্থিক খরচ প্রদান করে না, তবে নকশা এবং গবেষণা কাজের একটি বৃহত পরিমাণও। নির্ধারিত কাজগুলি উপলব্ধি করতে জাতীয় ও আন্তর্জাতিক সংস্থার স্তরে বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত জটিলতার প্রচলন মিলিত হয়।

নতুন উপাদান

ননোটেকনোলজি বিজ্ঞানীকে হীরার তুলনায় কঠিন একটি কার্বন প্লেট তৈরি করতে অনুমতি দেয়, যার পুরুত্ব কেবলমাত্র একটি পরমাণু। এটি গ্রাফিন গঠিত। এটি সমগ্র মহাবিশ্বের সবচেয়ে পাতলা এবং টেকসই বস্তু, যা সিলিকন কম্পিউটার চিপগুলির তুলনায় বিদ্যুতের অনেক বেশি সুবিধা দেয়।

গ্রাফিন আবিষ্কার একটি বাস্তব বিপ্লবী ঘটনা বলে মনে করা হয় যা আমাদের জীবনে অনেক পরিবর্তন করার সুযোগ দেবে। এই উপাদানটি তাই অনন্য শারীরিক বৈশিষ্ট্য যা মৌলিকভাবে জিনিস এবং পদার্থ প্রকৃতির ব্যক্তির ধারণা পরিবর্তন করে।

আবিষ্কারের ইতিহাস

গ্রাফিন একটি দ্বিমাত্রিক স্ফটিক। এটির কার্বন পরমাণুগুলি গঠিত হেক্টরজাল জালের গঠন। গ্রাফিনের তাত্ত্বিক গবেষণায় তার বাস্তব নমুনা প্রাপ্তির অনেক আগেই শুরু হয়েছিল, যেহেতু এই উপাদানটি তিন-মাত্রিক গ্রাফাইট স্ফটিক গঠন করার জন্য ভিত্তি।

1947 সালের প্রথম দিকে, পি.ভোলস গ্রাফিনের কিছু বৈশিষ্ট্যের দিকে ইঙ্গিত করে, যা প্রমাণ করে যে এর গঠনগুলি ধাতবগুলির সমতুল্য এবং কিছু বৈশিষ্ট্য অতিপ্রাকৃতবিজ্ঞানী কণা, নিউট্রিনো এবং ভরহীন ফোটন দ্বারা আবিষ্কৃত হয়। যাইহোক, নতুন উপাদান তার উল্লেখযোগ্য পার্থক্য আছে যে এটি তার প্রকৃতির মধ্যে অনন্য। কিন্তু এই সিদ্ধান্তের নিশ্চিতকরণ কেবল 2004 সালে প্রাপ্ত হয়েছিল, যখন কনস্ট্যান্টিন নোভোলোওলোভ এবং আন্দ্রে জিইম প্রথম একটি ফ্রি স্টেটে কার্বন প্রাপ্ত করেছিলেন। এই নতুন পদার্থ, যা গ্রাফিন নামে পরিচিত ছিল, এবং বিজ্ঞানীদের একটি প্রধান আবিষ্কার হয়ে ওঠে। একটি পেন্সিল এই আইটেমটি খুঁজুন। তার গ্রাফাইট কোর গ্রাফিনের অনেক স্তর রয়েছে। কিভাবে পেনসিল কাগজে একটি চিহ্ন ছেড়ে? আসলে, স্তরগুলির সংবহন স্তরগুলির সত্ত্বেও, তাদের মধ্যে খুব দুর্বল বন্ড রয়েছে। তারা কাগজপত্রের সাথে যোগাযোগের সময় বিচ্ছিন্ন করা খুব সহজ, লেখার সময় একটি ট্রেস রেখে যায়।

নতুন উপাদান ব্যবহার

বিজ্ঞানীদের মতে, গ্রাফিনের উপর ভিত্তি করে সেন্সর বিমানের শক্তি এবং অবস্থা বিশ্লেষণ করতে সক্ষম হবে, সেই সাথে ভূমিকম্পের ভবিষ্যদ্বাণীও করবে। কিন্তু শুধুমাত্র যখন এই ধরনের জরুরী উপাদানগুলির উপাদানগুলি ল্যাবরেটরিগুলির দেওয়াল ছেড়ে দেয়, তখন এটি স্পষ্ট হয়ে যায় যে এই পদার্থের ব্যবহারিক প্রয়োগের বিকাশ কী হবে। আজ পর্যন্ত , রসায়নবিদ, পদার্থবিজ্ঞানী, এবং ইলেকট্রনিক্স প্রকৌশলী ইতোমধ্যে গ্রাফিনের অনন্য দক্ষতায় আগ্রহী। সব পরে, এই পদার্থ মাত্র কয়েক গ্রাম একটি ফুটবল ক্ষেত্রের সমান একটি এলাকা আবরণ করতে পারেন।

Graphene এবং তার ব্যবহার সম্ভাব্য লাইটওয়েট উপগ্রহ এবং বিমান উত্পাদন বিবেচনা করা হয়। এই এলাকায়, নতুন উপাদান যৌগিক পদার্থে কার্বন ফাইবার প্রতিস্থাপন করতে সক্ষম । ট্রানজিস্টরগুলিতে সিলিকনের পরিবর্তে ন্যানোসবসস্টেন্স ব্যবহার করা যেতে পারে এবং প্লাস্টিকের তার প্রবর্তনটি বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রদান করবে।

Graphene এবং তার অ্যাপ্লিকেশন এছাড়াও সেন্সর উত্পাদন বিবেচনা করা হয়। সাম্প্রতিক উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে এই ডিভাইসগুলি, সবচেয়ে বিপজ্জনক অণুর সনাক্ত করতে সক্ষম হবে। কিন্তু বিদ্যুৎ ব্যাটারিতে উৎপাদনে নানসুবস্টাস থেকে গুঁড়ো ব্যবহার করলে তার কার্যকারিতা বৃদ্ধি পাবে।

গ্রাফিন এবং তার অ্যাপ্লিকেশনটি অপটাইলেক্ট্রনিকসগুলিতে বিবেচনা করা হয়। নতুন উপাদান থেকে খুব হালকা এবং টেকসই প্লাস্টিক হবে, যা থেকে পাত্রে কয়েক সপ্তাহ ধরে পণ্য টাটকা রাখতে হবে।

গেরফেনের ব্যবহারটি একটি স্বচ্ছ পরিবাহী কোটিং তৈরির জন্য গৃহীত হয়, যা মনিটর, সৌর কোষগুলির জন্য প্রয়োজনীয় এবং বাতাসের যান্ত্রিক প্রভাবগুলির প্রতি আরও শক্তিশালী।

একটি nanomaterial ভিত্তিতে, সেরা ক্রীড়া সরঞ্জাম, চিকিৎসা রোপন এবং supercapacitors প্রাপ্ত করা হবে।

এছাড়াও graphene এবং তার অ্যাপ্লিকেশন জন্য প্রাসঙ্গিক:

- উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি উচ্চ ক্ষমতা বৈদ্যুতিন ডিভাইস;
- কৃত্রিম ঝিল্লি যা জলাধারে দুটি তরল পৃথক করে;
- বিভিন্ন উপকরণ পরিবাহিতা উন্নত;
- জৈব আলো-নির্গত ডায়োডের একটি প্রদর্শন তৈরি করা;
- ত্বরিত ডিএনএ সিকোয়েন্সিং জন্য নতুন কৌশল মাস্টারকরণ;
- তরল স্ফটিক প্রদর্শন উন্নতি;
- ব্যালাস্টিক ট্রানজিস্টর নির্মাণ।

স্বয়ংচালিত শিল্পে ব্যবহার করুন

গবেষকদের মতে, গ্রাফিনের নির্দিষ্ট শক্তি তীব্রতা 65 কিলোওয়াট / কিলোগ্রাম। এই চিত্রে 47 লিটার বেশি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারী। এই সত্যটি চার্জারগুলির একটি নতুন প্রজন্ম তৈরি করতে ব্যবহৃত বৈজ্ঞানিকরা।

গ্রাফিন-পলিমার ব্যাটারী হল একটি যন্ত্র যার মাধ্যমে বিদ্যুৎ শক্তি যতটা সম্ভব দক্ষতার সাথে রাখা হয়। বর্তমানে, এটি কাজ অনেক দেশের গবেষকরা দ্বারা পরিচালিত হয়। স্প্যানিশ বিজ্ঞানীরা এই বিষয়ে যথেষ্ট সাফল্য অর্জন করেছে। Graphene- পলিমার ব্যাটারি, তাদের দ্বারা নির্মিত, একটি শক্তি ক্ষমতা আছে যে বিদ্যমান ব্যাটারির জন্য অনুরূপ চিত্র তুলনায় শত গুণ বার। তারা বৈদ্যুতিক যানবাহন সজ্জিত করার জন্য এটি ব্যবহার করে। যে মেশিনটি গ্রাফিন সংযোজকটি ইনস্টল করা হয় সেটি হাজার হাজার কিলোমিটার ছাড়িয়ে যেতে পারে। যখন বিদ্যুৎ সম্পদ হ্রাস হয় তখন একটি বৈদ্যুতিক গাড়ির রিচার্জ করতে, এটি 8 মিনিটের বেশি সময় নেয় না।

টাচস্ক্রীন

নতুন এবং অদ্ভুত জিনিস তৈরি করার সময় বিজ্ঞানীরা গ্রাফিন আবিষ্কার করতে থাকে। সুতরাং, কার্বন nanomaterial উত্পাদন তার অ্যাপ্লিকেশন পাওয়া গেছে, যা একটি বৃহৎ তির্যক সঙ্গে সংবেদী প্রদর্শন উত্পাদন। ভবিষ্যতে, এই ধরনের একটি নমনীয় ডিভাইস প্রদর্শিত হতে পারে।

বিজ্ঞানীদের একটি আয়তক্ষেত্রাকার graphene শীট প্রাপ্ত এবং একটি স্বচ্ছ বিদ্যুদ্বাহক এটি পরিণত। এটি টাচ স্ক্রিনের অপারেশনে অংশগ্রহন করে, তার স্থায়িত্ব, বর্ধিত স্বচ্ছতা, নমনীয়তা, পরিবেশগত বন্ধুত্ব এবং কম খরচে এটির মধ্যে পার্থক্য রয়েছে।

গ্রাফিন পাওয়া

২004 সাল থেকে, যখন সবচেয়ে ন্যানোটিক্যাল আবিষ্কার করা হয়েছিল, তখন বিজ্ঞানীরা এটি অর্জনের জন্য বেশ কয়েকটি পদ্ধতি আয়ত্ত করেছেন। যাইহোক, এই পদ্ধতিগুলি সবচেয়ে মৌলিক হয়:

- মেকানিক্যাল বিভাজক;
- একটি ভ্যাকুয়াম মধ্যে epitaxial বৃদ্ধি;
- রাসায়নিক ফেজ টু ফেজ কুলিং (সিভিডি প্রসেস)।

এই তিনটি পদ্ধতি প্রথম সবচেয়ে সহজ। যান্ত্রিক exfoliation ক্ষেত্রে graphene উত্পাদন একটি অন্তরকীয় টেপ আঠালো পৃষ্ঠ সম্মুখের একটি বিশেষ গ্রাফাইট আবেদন। তারপরে, ভিত্তি, কাগজের একটি পত্রের মত, প্রবল বামে এবং অনিবন্ধন শুরু করে, কাঙ্ক্ষিত বস্তুকে পৃথক করে। এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করা হলে, গ্রাফিন সর্বোচ্চ মানের। যাইহোক, এই কর্ম এই nanomaterial এর ভর উত্পাদন জন্য উপযুক্ত নয়।

এপিটিএক্সিয়াল বৃদ্ধির পদ্ধতি ব্যবহার করে, পাতলা সিলিকন প্লেট ব্যবহার করা হয়, যা পৃষ্ঠ স্তর যা সিলিকন কারবাইড হয়। উপরন্তু, এই উপাদান একটি খুব উচ্চ তাপমাত্রা (পর্যন্ত 1000 কে) উত্তপ্ত হয়। রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া হিসাবে, সিলিকন পরমাণু কার্বন পরমাণু থেকে পৃথক করা হয়, যা প্রথম বায়ুচাপ। ফলস্বরূপ, শুদ্ধ graphene প্লেট উপর অবশেষ। এই পদ্ধতির অসুবিধাটি খুব উচ্চ তাপমাত্রার ব্যবহার করার প্রয়োজন হয় যা কার্বন পরমাণুর দহন হতে পারে।

গ্রাফিনের ব্যাপক উত্পাদন জন্য ব্যবহৃত সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য এবং সহজ পদ্ধতি CVD প্রক্রিয়া। এটা একটি পদ্ধতি যা একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ একটি ধাতু লেপ অনুঘটক এবং হাইড্রোকার্বন গ্যাসের মধ্যে ঘটে।

গ্রাফিন কোথায় উত্পন্ন হয়?

এখন পর্যন্ত, বৃহত্তম ন্যানোপ্রযুক্তি তৈরির বৃহত্তম কোম্পানি চীনে রয়েছে। এই নির্মাতার নাম নিংবো মোর্স প্রযুক্তি। ২01২ সালে গ্রাফিনের উৎপাদন শুরু হয়।

Nanomaterial প্রধান ভোক্তা কোম্পানী চংকিং মোর্স প্রযুক্তি। Graphene স্পর্শ প্রদর্শনের মধ্যে ঢোকানো হয় পরিবাহী স্বচ্ছ ছায়াছবি উত্পাদন করে এটি ব্যবহার করা হয়।

সম্প্রতি, সুপরিচিত নকিয়া একটি আলোকসজ্জার ম্যাট্রিক্সের জন্য একটি পেটেন্ট জারি করেছে। এই উপাদান গঠন, অপটিক্যাল ডিভাইসের জন্য প্রয়োজনীয়, graphene বিভিন্ন স্তর আছে। ক্যামেরা সেন্সরগুলিতে ব্যবহৃত এই উপাদানটি উল্লেখযোগ্যভাবে তাদের আলোক সংবেদনশীলতা বাড়ায় (1000 গুণ পর্যন্ত)। একই সময়ে, বিদ্যুৎ খরচ হ্রাস হয়। একটি স্মার্টফোনের জন্য একটি ভাল ক্যামেরা থাকবে গ্রাফিন।

বাড়িতে আসছে

আমি বাড়িতে গ্রাফিন তৈরি করতে পারি? এটা সক্রিয় আউট, হ্যাঁ! আপনি কমপক্ষে 400 ওয়াট ক্ষমতার সঙ্গে একটি রান্নাঘরের মিশ্রণকারী নিতে প্রয়োজন, এবং আইরিশ পদার্থবিজ্ঞানী দ্বারা উন্নত কৌশল অনুসরণ।

বাড়িতে গ্রাফিন কিভাবে তৈরি করবেন? এটি করার জন্য, 500 মিলি জল ব্লেন্ডার বাটি মধ্যে ঢেলে দেওয়া হয়, কোন ডিটারজেন্টের 10-25 milliliters তরল এবং ক্রিসমাস স্কেট 20-50 গ্রাম যোগ। তারপর ডিভাইসটি 10 মিনিটের থেকে আধ ঘন্টা পর্যন্ত কাজ করে, যতক্ষণ না গ্রাফিনের সাসপেন্ডের সাসপেনশন প্রদর্শিত হয়। ফলে উপাদান একটি উচ্চ পরিবাহিতা থাকবে, যা এটি photocell electrodes ব্যবহার করা যাবে। এছাড়াও দৈনন্দিন পরিস্থিতিতে উত্পাদিত graphene প্লাস্টিকের বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে সক্ষম।

Nanomaterial এর ওষুধ

বিজ্ঞানী সক্রিয়ভাবে অন্বেষণ এবং graphene যেমন একটি গঠন, যা ভিতরে বা কার্বন গ্রীড প্রান্ত অক্সিজেন ধারণকারী ফাংশনাল গ্রুপ বা (এবং) অণু সংযুক্ত করেছে। এটি সবচেয়ে কঠিন ন্যানোবস্ত্রের অক্সাইড, যা বাণিজ্যিক উৎপাদন পর্যায়ে পৌঁছেছে এমন প্রথম দ্বিমাত্রিক উপাদান। এই গঠন ননপ্যান্টিক্স এবং microparticles থেকে, বিজ্ঞানীরা সেন্টিমিটার নমুনা তৈরি

এইভাবে, ডোফিলিসিনভ্যান্ভ্যান্ভ কার্বন ডাইফিলিজিয়ারোভ্যান্ভ্মান্ কার্বনের সংমিশ্রণে গ্রাফিন অক্সাইড সম্প্রতি চীনা বিজ্ঞানীদের কাছ থেকে পাওয়া যায় এটি একটি খুব হালকা উপাদান, একটি সেন্টিমিটার ঘনক্ষেত্র যার একটি ছোট ফুলের পাপড়ি অনুষ্ঠিত হয়। কিন্তু নতুন পদার্থ, যা গ্রাফিন অক্সাইড অবস্থিত, বিশ্বের সবচেয়ে কঠিন এক।

বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশন

Graphene অক্সাইড একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য নির্বাচন নির্বাচন। এটি এই পদার্থ একটি বায়োমেডিকাল আবেদন খুঁজে পেতে অনুমতি দেবে। তাই, বিজ্ঞানীদের কাজকে ধন্যবাদ, ক্যান্সার নির্ণয়ের জন্য গ্রাফিন অক্সাইড ব্যবহার করা সম্ভব হয়ে ওঠে। তার উন্নয়ন প্রারম্ভিক পর্যায়ে একটি মারাত্মক টিউমার সনাক্ত করতে nanomaterial অনন্য অপটিক্যাল এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য অনুমোদন।

Graphene অক্সাইড এছাড়াও ঔষধ এবং ডায়গনিস্টিক পণ্য লক্ষ্যবস্তু প্রসবের অনুমতি দেয়। এই উপাদানের উপর ভিত্তি করে, সেরোপশন বায়োসেন্সারগুলি ডিএনএ অণুগুলি থেকে বিন্দু তৈরি করে।

শিল্পকৌশল আবেদন

গাফ্ফেন অক্সাইডের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন জীবাণু সংক্রামিত টেকনজনিক এবং প্রাকৃতিক বস্তুগুলি নিষ্ক্রিয় করতে ব্যবহার করা যায়। উপরন্তু, এই nanomaterial ভূগর্ভস্থ এবং পৃষ্ঠ জলের প্রক্রিয়া, সেইসাথে মৃত্তিকা, radionuclides তাদের সাফ দ্বারা।

গ্রাফিন অক্সাইড ফিল্টারগুলি অতি পরিষ্কার পরিচ্ছন্ন কক্ষ সরবরাহ করতে পারে যেখানে বিশেষ উদ্দেশ্যে ইলেকট্রনিক উপাদান তৈরি করা হয়। এই উপাদানটির অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি আমাদের রাসায়নিক গোলকের সূক্ষ্ম প্রযুক্তির মধ্যে প্রবেশ করতে সক্ষম হবে। বিশেষত, এটি তেজস্ক্রিয়, ছড়িয়ে ছিটিয়ে ও বিরল ধাতুগুলির নিষ্কাশন হতে পারে। তাই, গ্রাফিন অক্সাইডের ব্যবহারটি দরিদ্র অরেঞ্জ থেকে স্বর্ণ সরাবার অনুমতি দেবে।