ग्राफीन फक्त एक अणू जाड असूनही आश्चर्यकारकपणे मजबूत म्हणून ओळखले जाते. मग ते आणखी मजबूत कसे करता येईल? अर्थातच हिऱ्याच्या शीटमध्ये रुपांतर करून. दक्षिण कोरियातील संशोधकांनी आता उच्च दाबाचा वापर न करता ग्राफीनचे सर्वात पातळ डायमंड फिल्ममध्ये रूपांतर करण्याची नवीन पद्धत विकसित केली आहे.
ग्राफीन, ग्रेफाइट आणि डायमंड हे सर्व एकाच सामग्रीपासून बनलेले आहेत - कार्बन - परंतु या पदार्थांमधील फरक म्हणजे कार्बनचे अणू कसे व्यवस्थित केले जातात आणि एकमेकांशी कसे जोडले जातात. ग्राफीन ही कार्बनची एक शीट आहे ज्याची जाडी फक्त एक अणू आहे, त्यांच्यामध्ये क्षैतिजरित्या मजबूत बंधने आहेत. ग्रेफाइट हे एकमेकांच्या वर रचलेल्या ग्राफीन शीट्सपासून बनलेले असते, प्रत्येक शीटमध्ये मजबूत बंध असतात परंतु कमकुवत बंध वेगवेगळ्या शीट्सला जोडतात. आणि डायमंडमध्ये, कार्बनचे अणू तीन आयामांमध्ये अधिक मजबूतपणे जोडलेले असतात, ज्यामुळे एक आश्चर्यकारकपणे कठोर सामग्री तयार होते.
जेव्हा ग्राफीनच्या थरांमधील बंध मजबूत होतात, तेव्हा ते डायमॅन म्हणून ओळखले जाणारे हिऱ्याचे 2D रूप बनू शकते. समस्या अशी आहे की हे करणे सामान्यतः सोपे नसते. एका मार्गासाठी अत्यंत उच्च दाबांची आवश्यकता असते, आणि तो दाब काढून टाकल्यानंतर सामग्री परत ग्राफीनमध्ये परत येते. 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 फ्लोरिनसाठी हायड्रोजनची अदलाबदल केली. कल्पना अशी आहे की बायलेयर ग्राफीन फ्लोरिनच्या संपर्कात आणून, ते दोन थरांना जवळ आणते, त्यांच्यामध्ये मजबूत बंध निर्माण करतात.
तांबे आणि निकेलपासून बनवलेल्या सब्सट्रेटवर, रासायनिक वाष्प संचय (CVD) च्या ट्राय-अँड-ट्रू पद्धतीचा वापर करून बायलेयर ग्राफीन तयार करून संघाने सुरुवात केली. त्यानंतर, त्यांनी ग्राफीनला झेनॉन डायफ्लोराइडच्या बाष्पांमध्ये उघड केले. त्या मिश्रणातील फ्लोरीन कार्बनच्या अणूंना चिकटून राहते, ग्राफीनच्या थरांमधील बंध मजबूत करते आणि फ्लोरिनेटेड डायमंडचा अल्ट्राथिन थर तयार करते, ज्याला F-diamane म्हणतात.
नवीन प्रक्रिया इतरांपेक्षा खूपच सोपी आहे, ज्यामुळे ती वाढवणे तुलनेने सोपे झाले पाहिजे. डायमंडची अल्ट्राथिन शीट्स मजबूत, लहान आणि अधिक लवचिक इलेक्ट्रॉनिक घटक बनवू शकतात, विशेषतः रुंद-अंतर अर्ध-वाहक म्हणून.
"ही सोपी फ्लोरिनेशन पद्धत खोलीच्या जवळच्या तापमानावर आणि कमी दाबाखाली प्लाझ्मा किंवा कोणत्याही गॅस सक्रियकरण यंत्रणेचा वापर न करता कार्य करते, त्यामुळे दोष निर्माण होण्याची शक्यता कमी करते," असे या अभ्यासाचे पहिले लेखक पावेल व्ही. बाखारेव म्हणतात.
पोस्ट वेळ: एप्रिल-२४-२०२०