ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?

ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶ, ಇಂಗಾಲವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಎರಡನೇ ಅವಧಿಯ ಹದಿನಾಲ್ಕನೆಯ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿ 6 ​​ನೇ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿದೆ. ಪ್ರಾಚೀನ ಕಾಲದಿಂದಲೂ, ಜನರು ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನ್ನು ತಿಳಿದಿದ್ದಾರೆ, ಇದುವರೆಗೆ ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಈ ಅಂಶದ ಒಂಬತ್ತಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಅಲೋಟ್ರೋಪಿಕ್ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು. ಅಂದಹಾಗೆ, ಇದು ಕಾರ್ಬನ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇತರ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಆಧುನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಅಲೋಟ್ರೋಪಿಕ್ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಅಲೋಟ್ರೋಪಿಯು ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಸರಳ ಪದಾರ್ಥಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂಶದ ಅಸ್ತಿತ್ವದ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲೋಟ್ರೊಪಿಕ್ ರೂಪಗಳು ಅಥವಾ ಅಲೋಟ್ರೊಪಿಕ್ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಇದು ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಈ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಇಂಗಾಲವು ಅಂತಹ 8 ಮೂಲಭೂತ ರೂಪಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ವಜ್ರ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್, ಲಾನ್ಸ್‌ಡೇಲೈಟ್, ಫುಲ್ಲರಿನ್‌ಗಳು (C60, C540 ಮತ್ತು C70), ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಇಂಗಾಲ ಮತ್ತು ಏಕ-ಗೋಡೆಯ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್.

ಇಂಗಾಲದ ಈ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಪಾತ್ರಗಳಿವೆ: ಮೃದು ಮತ್ತು ಕಠಿಣ, ಪಾರದರ್ಶಕ ಮತ್ತು ಅಪಾರದರ್ಶಕ, ಅಗ್ಗದ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ವಸ್ತುಗಳು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎರಡು ರೀತಿಯ ಕಾರ್ಬನ್ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸೋಣ - ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್.

ಶಾಲೆಯಿಂದಲೂ ನಮಗೆಲ್ಲರಿಗೂ ಗೀಚುಬರಹದ ಪರಿಚಯವಿದೆ.ಸಾಮಾನ್ಯ ಪೆನ್ಸಿಲ್ನ ಸೀಸವು ನಿಖರವಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಆಗಿದೆ. ಇದು ಸ್ಪರ್ಶಕ್ಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಮೃದು, ಜಾರು ಮತ್ತು ಜಿಡ್ಡಿನಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಹರಳುಗಳು ಫಲಕಗಳಾಗಿವೆ, ಪರಮಾಣುಗಳ ಪದರಗಳು ಒಂದರ ಮೇಲೊಂದು ನೆಲೆಗೊಂಡಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಉಜ್ಜಿದಾಗ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಾಗದದ ಮೇಲೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಲೇಯರ್ಡ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪದರಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಿಪ್ಪೆ ಸುಲಿಯುತ್ತವೆ. , ಕಾಗದದ ಮೇಲೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಡಾರ್ಕ್ ಜಾಡಿನ ಬಿಟ್ಟು.

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಡೆಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಸರಾಸರಿ 11 ಓಮ್ * ಎಂಎಂ 2 / ಮೀ, ಆದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ನ ವಾಹಕತೆಯು ಅದರ ಹರಳುಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಸೊಟ್ರೋಪಿಯಿಂದಾಗಿ ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸ್ಫಟಿಕದ ಸಮತಲಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ವಾಹಕತೆ ಈ ವಿಮಾನಗಳಲ್ಲಿನ ವಾಹಕತೆಗಿಂತ ನೂರಾರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 2.08 ರಿಂದ 2.23 g / cm3 ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ, ಅಗ್ನಿ ಮತ್ತು ಜ್ವಾಲಾಮುಖಿ ಬಂಡೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸ್ಕಾರ್ನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪೆಗ್ಮಾಟೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ಜಲೋಷ್ಣೀಯ ಮಧ್ಯಂತರ ತಾಪಮಾನದ ಪಾಲಿಮೆಟಾಲಿಕ್ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳಲ್ಲಿ ಖನಿಜಗಳೊಂದಿಗೆ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಮೆಟಾಮಾರ್ಫಿಕ್ ಬಂಡೆಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಹೀಗಾಗಿ, 1907 ರಿಂದ, ಮಡಗಾಸ್ಕರ್ ದ್ವೀಪದಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಫ್ಲೇಕ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ವಿಶ್ವದ ಅತಿದೊಡ್ಡ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ದ್ವೀಪವು 4,000-4,600 ಅಡಿಗಳ ಹೈಪ್ಸೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಗುರುತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರ್ವತ ಭೂಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಏರುವ ಪ್ರಿಕೇಂಬ್ರಿಯನ್ ಮೆಟಾಮಾರ್ಫಿಕ್ ಬಂಡೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಇಲ್ಲಿ 400 ಮೈಲಿ ಉದ್ದದ ಬೆಲ್ಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದ್ವೀಪದ ಮಧ್ಯಭಾಗದ ಪೂರ್ವ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಪರ್ವತಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ.

ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ; ಇದು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕೇವಲ ಒಂದು ಪರಮಾಣು ದಪ್ಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಅಲೋಟ್ರೋಪಿಕ್ ಮಾರ್ಪಾಡಿನಲ್ಲಿ, ಇಂಗಾಲವು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಕೃತಕವಾಗಿ ಪಡೆಯಬಹುದು. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನ ಬಹು-ಪದರದ ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಿಂದ ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ವಿಮಾನವು ಇದೇ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ಹೇಳಬಹುದು.

ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಸರಳವಾದ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಫಿಲ್ಮ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಈ ರೂಪದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವಿನ ಅಸ್ಥಿರತೆಯ ಕಾರಣ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ (ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರದೊಂದಿಗಿನ ಬಂಧದಿಂದಾಗಿ) ಒಂದು ಪರಮಾಣು-ದಪ್ಪದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಇನ್ನೂ ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು: 2004 ರಲ್ಲಿ, ರಷ್ಯಾದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಾದ ಆಂಡ್ರೆ ಗೀಮ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಂಚೆಸ್ಟರ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಕಾನ್ಸ್ಟಾಂಟಿನ್ ನೊವೊಸೆಲೋವ್ ಅವರು ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ವರದಿಯನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು. ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪಡೆಯುವಲ್ಲಿ.

ಮತ್ತು ಇಂದಿಗೂ ಸಹ, ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಟೇಪ್ (ಮತ್ತು ಅಂತಹುದೇ ವಿಧಾನಗಳು) ಬಳಸಿ ಬೃಹತ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಸ್ಫಟಿಕದಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ಏಕಪದರದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಎಕ್ಸ್‌ಫೋಲಿಯೇಶನ್‌ನಂತಹ ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪಡೆಯುವ ಸರಳ ವಿಧಾನಗಳು ಸಮರ್ಥಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಧಾರಿತ ನ್ಯಾನೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಹೊಸ ವರ್ಗವು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಹೊರಹೊಮ್ಮಲಿದೆ ಎಂದು ನಂಬುತ್ತಾರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕ್ಷೇತ್ರ-ಪರಿಣಾಮದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು 10 nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ದಪ್ಪವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವೆಂದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆಯು ತುಂಬಾ ಅಧಿಕವಾಗಿದೆ (10,000 cm2 / V * s) ಇದು ಇಂದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಭರವಸೆಯ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕ ಚಲನಶೀಲತೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಅನ್ವಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೂಲ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಘಟಕವಾದ ಕ್ಷೇತ್ರ-ಪರಿಣಾಮದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

ವಿವಿಧ ಜೈವಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂವೇದಕಗಳ ಸೃಷ್ಟಿಗೆ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳಿವೆ, ಜೊತೆಗೆ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಟಚ್ ಸ್ಕ್ರೀನ್‌ಗಳಿಗೆ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ಇವೆ. ಈ ಎಲ್ಲದರ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ತಾಮ್ರಕ್ಕಿಂತ 10 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಈ ಮಾನದಂಡವು ಯಾವಾಗಲೂ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.