ஆராய்ச்சியாளர்களின் கவனத்தை கவர்ந்த கிராஃபின்

முனைவர் ஆர். சுரேஷ்
Mon Dec 12 2016 10:11:57 GMT-0000 (GMT)

நானோதொழிற்நுட்ப ஆராய்ச்சியாளர்களின் கவனத்தை ஈர்த்த நானோபெருட்களில் ஒன்று கிராஃபின்! சமீப காலமாகவே, இதற்கு அதிக முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்படுகிறது. ஆண்டுதோறும் ஆயிரக்கணக்கான ஆய்வுத்தாள்கள், சர்வதேச அறிவியல் இதழ்களில் வெளியிடப்பட்டு வருவதே இதற்கு சான்றாகும். கிராஃபினை சார்ந்த பல ஆய்வு முடிவுகள் காப்புரிமையும் செய்யப்பட்டிருக்கிறது.



பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகளால் கவரப்பட்ட கிராஃபினை பற்றிய சில தகவல்களை காண்போம்.     'கிராஃபின்' 1962 ம் ஆண்டு எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியின் மூலம் உற்றுநோக்கப்பட்டது. இருப்பினும் அக்காலக்கட்டத்தில், தனித்த கிராஃபினை பற்றி தொடர்ந்து ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்படவில்லை. சுமார் நாற்பத்தி இரண்டு (2004 ஆம் வருடம்) வருடங்களுக்கு பிறகு, மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தை சேர்ந்த இயற்பியலாளர்களான ஆண்ட்ரோ கய்ம் மற்றும் கான்ஸ்டான்டின் நெவோசிலொவ் ஆகியோர் கிராஃபினை மீண்டும் கண்டுபிடித்தனர். மேலும், முதன் முதலில் கிராஃபினை கிராபைட்டிலிருந்து மிக எளிமையான முறையில் பிரித்தமையால், இவர்களுக்கு 2010 ல் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசும் வழங்கப்பட்டது. கிராஃபின் என்பது ஒரு சேர்மம் அல்ல. இது கார்பனின் ஒருவகை புறவேற்றுமை வடிவம். பொதுவாக, கருமை நிற கார்பனின் புறவேற்றுமை (ஒரே தனிமத்தின் வேறுபட்ட இயற்பு பண்புகள்) வடிவங்களான வைரம் (நான்முகி வடிவம்) மற்றும் கிராபைட்டை (அறுங்கோண அடுக்குகள்) நெடுங்காலமாகவே மனித இனம் அறிந்திருந்தது. 1985 ல் ஃபுல்லரீனும் (கோளவடிவ), 1991 ல் கார்பன் நானோகுழாயும் கார்பனின் மற்ற புறவேற்றுமை வடிவங்களாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இதன் வரிசையில் கண்டறியப்பட்டது தான் கிராஃபின்.

முதலில் கிராஃபினின் அமைப்பை பார்போம். கிராஃபினின் படிக அமைப்பானது ஒரு தேன்கூடு அமைப்பை போன்றது. தேன்கூட்டை உற்று நோக்கினால், எண்ணற்ற அறுங்கோண அறைகளை காணமுடியும். இதேப்போன்று, கிராஃபினிலும் எண்ணற்ற அறுங்கோண அமைப்புகள் உள்ளன. ஒவ்வொறு அறுங்கோண அமைப்பும் ஆறு கார்பன் அணுக்களால் உருவாக்கப்பட்டிருக்கிறது. ஒவ்வொரு கார்பன் அறுங்கோணமும் எண்ணற்ற கார்பன் அறுங்கோணங்களுடன் சேர்ந்து கிராஃபினின் படிக அமைப்பை தருகிறது. ஒற்றை அடுக்கு கார்பன் அணுக்களால் உருவாக்கப்பட்டுள்ள இவ்வமைப்பானது 'தாள்' போன்று இப்பதாலும், அதன் தடிமன் நானோ மீட்டர் அளவே இருப்பதாலும் இதனை 'கிராஃபின் நானோதாள்' என்று அழைக்கின்றனர். பல வகையான கிராஃபின் தயாரிக்கப்பட்டிருக்கிறது. அவை முறையே, ஓரடுக்கு தாள், ஈரடுக்கு தாள், நானோரிப்பன், குவாண்டம் டாட்ஸ் (10 நானோமீட்டருக்கும் குறைவான அளவு கொண்ட புள்ளி வடிவம்), கிராஃபின் ஆக்ஸைடு, மற்றும் கிராஃபின் இழைகள் ஆகும். முப்பரிணாம கிராஃபினும் விஞ்ஞானிகளால் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது.

தற்போது கிராஃபினின் இயற்பியற் பண்புகளை பார்ப்போம். எல்லா பொருட்களை காட்டிலும், மிக மெல்லிய தடிமன் கொண்ட கிராஃபினானது எஃகைவிட இருநூரு மடங்கு அதிக வலிமை கொண்டது! மேலும் இதன் வெப்ப கடத்து திறன் கிராபைட்டை காட்டிலும் நூறு மடங்கு அதிகம். செம்பைவிட அதிக மின்கடத்து திறன் கொண்ட கிராஃபின், சிலிக்கன் போன்று குறைக்கடத்தியின் பண்பினையும் பெற்றுள்ளது. இதனால், கிராஃபினை அரை உலோக கடத்தி அல்லது பூஜ்ஜிய இடைவெளி குறைக்கடத்தி என்றும் அழைக்கின்றனர். கார்பன் நானோகுழாயை காட்டிலும் அதிக புறபரப்பை கொண்டுள்ளது. இது சுமார் 350 ° சி வெப்பநிலையில் முற்றிலும் எரிந்துவிடும் தன்மை கொண்டது.

தனித்த இயற்பியற் பண்புகளின் நிமித்தம் கிராஃபின் மைக்ரோசிப்புகள், ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்று, உணர் கருவிகள், புறமின்தேக்கிகள், தொடு திரைகள், திரவ பளிங்கு திரைகள், ஒளி உமிழ் டையோடுகள், ஒளிவினையூக்கிகள் மற்றும் டிரான்சிஸ்டர்கள் உள்ளிட்ட பலவகையான சாதனங்களில் முக்கிய பொருளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சமீபகாலமாக, கிராஃபினின் நச்சுத்தன்மை பற்றிய ஆய்வுகளும் விரிவாக மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகிறது. கிராஃபினின் நச்சுத்தன்மை அதன் வடிவம், அளவு, தூய்மை, தயாரிப்புக்கு பிந்தைய செயலாக்க நடவடிக்கைகள், புறபரப்பில் இருக்கும் வினைசெயல் தொகுதி, தயாரிப்பு முறைகள், உள்ளிட்ட பல்வேறு காரணிகளை சார்ந்துள்ளதாக ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன.