د ګرافین کارول څه دي؟د غوښتنلیک دوه قضیې تاسو ته اجازه درکوي د ګرافین غوښتنلیک احتمال پوه کړئ

په 2010 کې، Geim او Novoselov د ګرافین په اړه د دوی د کار لپاره د فزیک په برخه کې د نوبل جایزه وګټله.دې جایزې په ډیرو خلکو ژور تاثیر پریښود.په هرصورت، د نوبل جایزې هر تجربه وسیلې د چپکونکي ټیپ په څیر عام ندي، او هر څیړنیز توکي د "دوه اړخیزه کریسټال" ګرافین په څیر جادو او د پوهیدو لپاره اسانه ندي.په ۲۰۰۴ کال کې دې کار ته په ۲۰۱۰ کال کې جایزه ورکړل شي چې په وروستیو کلونو کې د نوبل د جایزې په ریکارډ کې نادره ده.

ګرافین یو ډول ماده ده چې د کاربن اتومونو یو واحد طبقه لري چې په دوه اړخیزه شاتو کې د شاتو د هیکساګونل جال سره نږدې تنظیم شوي.د الماس، ګرافیت، فلرین، کاربن نانوټیوب او امورفوس کاربن په څیر، دا یو ماده (ساده ماده) ده چې د کاربن عناصرو څخه جوړه شوې ده.لکه څنګه چې په لاندې شکل کې ښودل شوي، فلرینونه او کاربن نانوټوبونه د ګرافین د یو واحد طبقې څخه په یو ډول پوښل شوي لیدل کیدی شي، کوم چې د ګرافین ډیری طبقو لخوا پوښل شوي.د مختلفو کاربن ساده موادو (ګرافیت، کاربن نانوټوب او ګرافین) د ځانګړتیاوو د تشریح کولو لپاره د ګرافین کارولو نظري څیړنه نږدې 60 کاله دوام لري، مګر په عمومي توګه داسې انګیرل کیږي چې دا ډول دوه اړخیزه مواد یوازې په ثابت ډول شتون لري. یوازې د درې اړخیز سبسټریټ سطحې یا دننه موادو لکه ګرافائٹ سره وصل وي.دا تر 2004 پورې نه و چې اندری ګییم او د هغه زده کونکي کانسټنټین نووسلوف د تجربو له لارې د ګرافیت څخه د ګرافین یو واحد طبقه لرې کړه چې د ګرافین په اړه څیړنې نوي پرمختګ ترلاسه کړ.

دواړه فلرین (کیڼ) او کاربن نانوټیوب (منځنی) په یو ډول د ګرافین د یوې طبقې په واسطه پوښل کیدی شي، پداسې حال کې چې ګرافیت (ښي) د وین ډر والز ځواک سره د ارتباط له لارې د ګرافین د څو طبقو پواسطه پټیږي.

نن ورځ ، ګرافین په ډیری لارو ترلاسه کیدی شي ، او مختلف میتودونه خپلې ګټې او زیانونه لري.Geim او Novoselov په ساده ډول ګرافین ترلاسه کړ.په سوپرمارکیټونو کې د موجود شفاف ټیپ په کارولو سره ، دوی ګرافین ، د ګرافیت شیټ چې یوازې د کاربن اتومونو ضخامت سره یو پرت لري ، د لوړ ترتیب پایرولیټیک ګرافیت له یوې ټوټې څخه لرې کړ.دا آسانه ده، مګر د کنټرول وړتیا دومره ښه نه ده، او د 100 مایکرون څخه کم اندازه سره ګرافین (د یو ملی متر لسمه برخه) یوازې ترلاسه کیدی شي، چې د تجربو لپاره کارول کیدی شي، مګر د عملي کولو لپاره کارول ستونزمن دي. غوښتنلیکونهد کیمیاوي بخاراتو زیرمه کولی شي د ګرافین نمونې په فلزي سطح کې د لسګونو سانتي مترو په اندازه وده وکړي.که څه هم د ثابت لوري ساحه یوازې 100 مایکرون [3,4] ده، دا د ځینو غوښتنلیکونو تولید اړتیاو لپاره مناسبه ده.بله عام طریقه دا ده چې د سیلیکون کاربایډ (SIC) کرسټال په خلا کې تر 1100 ℃ څخه ډیر ګرم کړئ، ترڅو د سیلیکون اتومونه د سطحې سره نږدې تبخیر شي، او پاتې کاربن اتومونه بیا تنظیم شوي، چې کولی شي د ښه ملکیتونو سره د ګرافین نمونې هم ترلاسه کړي.

ګرافین یو نوی مواد دی چې ځانګړي ځانګړتیاوې لري: د هغې بریښنایی چالکتیا د مسو په څیر غوره ده، او د حرارتي چالکتیا د هر پیژندل شوي موادو څخه غوره ده.دا خورا شفاف دی.د عمودي پیښې لیدل شوي رڼا یوازې یوه کوچنۍ برخه (2.3٪) به د ګرافین لخوا جذب شي، او ډیری رڼا به تیریږي.دا دومره ګنده ده چې حتی د هیلیم اتومونه (د ګاز ترټولو کوچني مالیکولونه) نشي تیریدلی.دا جادویی ملکیتونه په مستقیم ډول د ګرافیت څخه په میراث نه دي، مګر د کوانټم میخانیک څخه.د دې ځانګړي بریښنایی او نظری ملکیتونه ټاکي چې دا د غوښتنلیک پراخه امکانات لري.

که څه هم ګرافین یوازې د لسو کلونو څخه کم وخت کې څرګند شوی، دا ډیری تخنیکي غوښتنلیکونه ښودلي، چې د فزیک او مادي ساینس په برخو کې خورا کم دي.له لابراتوار څخه ریښتیني ژوند ته د عمومي موادو حرکت له لسو کلونو یا حتی لسیزو څخه ډیر وخت نیسي.د ګرافین کارول څه دي؟راځئ چې دوه مثالونه وګورو.

نرم شفاف الکترود
په ډیری بریښنایی وسایلو کې، شفاف لیږدونکي مواد باید د الکترودونو په توګه وکارول شي.برقی ساعتونه، کیلکولیټرونه، ټلویزیونونه، د مایع کرسټال نندارې، ټچ سکرینونه، سولر تختې او نور ډیری وسایل نشي کولی د شفاف الکترودونو شتون پریږدي.دودیز شفاف الیکټروډ د انډیم ټین آکسایډ (ITO) کاروي.د لوړ قیمت او د انډیم محدود عرضه کولو له امله، مواد ټوټه ټوټه او د انعطاف نشتوالی دی، او الکترود باید د خلا په منځنی طبقه کې زیرمه شي، او لګښت یې نسبتا لوړ دی.د اوږدې مودې لپاره، ساینس پوهان هڅه کوي چې د هغې بدیل ومومي.د روڼتیا، ښه چال چلن او اسانه چمتو کولو اړتیاو سربیره، که چیرې د موادو انعطاف پخپله ښه وي، نو دا به د "الیکترونیکي کاغذ" یا نورو پوښلو وړ ښودلو وسیلو جوړولو لپاره مناسب وي.له همدې امله، انعطاف هم یو مهم اړخ دی.ګرافین یو داسې مواد دی، چې د شفاف الکترودونو لپاره خورا مناسب دی.

په سویلي کوریا کې د سامسنګ او چینګجنګوان پوهنتون څیړونکو د کیمیاوي بخاراتو د زیرمو له لارې ګرافین د 30 انچو قطري اوږدوالي سره ترلاسه کړ او دا یې د 188 مایکرون ضخامت پولی ایتیلین terephthalate (PET) فلم ته لیږدول ترڅو د ګرافین پراساس ټچ سکرین تولید کړي [4].لکه څنګه چې په لاندې شکل کې ښودل شوي، د مسو په ورق کې کرل شوي ګرافین لومړی د تودوخې ټیپ (نیلي شفافه برخه) سره تړل کیږي، بیا د مسو ورق د کیمیاوي میتود په واسطه حل کیږي، او په پای کې ګرافین د تودوخې په واسطه PET فلم ته لیږدول کیږي. .

د فوتو الیکټریک انډکشن نوي تجهیزات
ګرافین خورا ځانګړی نظری ځانګړتیاوې لري.که څه هم د اتومونو یوازې یوه طبقه شتون لري، دا کولی شي د لیدونکي رڼا څخه تر انفراریډ پورې د ټول طول موج په سلسله کې د جذب شوي رڼا 2.3٪ جذب کړي.دا شمیره د ګرافین نورو مادي پیرامیټونو سره هیڅ تړاو نلري او د کوانټم الیکټروډینامیک لخوا ټاکل کیږي [6].جذب شوی رڼا به د کیریرونو (برقیانو او سوراخونو) د تولید لامل شي.په ګرافین کې د کیریرونو تولید او ټرانسپورټ د دودیزو سیمیکمډکټرونو څخه خورا توپیر لري.دا ګرافین د الټرا فاسټ فوتو الیکټریک انډکشن تجهیزاتو لپاره خورا مناسب کوي.اټکل کیږي چې د فوتو الیکټریک انډکشن تجهیزات ممکن د 500GHz په فریکونسۍ کې کار وکړي.که دا د سیګنال لیږد لپاره وکارول شي ، دا کولی شي په یوه ثانیه کې 500 ملیارد صفرونه یا یوز لیږد کړي ، او په یوه ثانیه کې د دوه بلو ری ډیسکونو مینځپانګې لیږد بشپړ کړي.

په متحده ایالاتو کې د IBM توماس جې واټسن څیړنیز مرکز متخصصینو ګرافین د فوتو الیکټریک انډکشن وسیلو جوړولو لپاره کارولی چې کولی شي په 10GHz فریکونسۍ کې کار وکړي [8].لومړی، د ګرافین فلیکس په سیلیکون سبسټریټ کې د 300 nm ضخامت سیلیکا پوښل شوي د "ټیپ ټیر کولو میتود" لخوا چمتو شوي ، او بیا د 1 مایکرون وقفې سره د پیلډیم سرو زرو یا ټایټانیوم سرو زرو الیکټروډونه او د 250 nm عرض سره جوړ شوي.پدې توګه ، د ګرافین پراساس فوتو الیکټریک انډکشن وسیله ترلاسه کیږي.

د ګرافین فوتو الیکټریک انډکشن تجهیزاتو سکیمیک ډیاګرام او د ریښتیني نمونو عکسونو سکین کولو الکترون مایکروسکوپ (SEM).په شکل کې تور لنډه کرښه د 5 مایکرون سره مطابقت لري، او د فلزي کرښو ترمنځ فاصله یو مایکرون دی.

د تجربو له لارې، څیړونکو وموندله چې دا فلزي ګرافین فلزي جوړښت فوتو الیکټریک انډکشن وسیله کولی شي په اعظمي توګه د 16 GHz کاري فریکونسۍ ته ورسیږي، او کولی شي د 300 nm (نږدې الټرا وایلیټ) څخه تر 6 مایکرون (انفرارډ) پورې د څپې اوږدوالی حد کې په لوړ سرعت کار وکړي. دودیز فوتو الیکټریک انډکشن ټیوب نشي کولی د اوږدې طول موج سره انفراریډ رڼا ته ځواب ووایی.د ګرافین فوتو الیکټریک انډکشن تجهیزاتو کاري فریکونسۍ لاهم د پرمختګ لپاره عالي خونه لري.د دې غوره فعالیت دا رامینځته کوي چې دا د غوښتنلیک پراخه لړۍ لري ، پشمول د مخابراتو ، ریموټ کنټرول او چاپیریال نظارت.

د ځانګړي ملکیتونو سره د نوي موادو په توګه ، د ګرافین غوښتنلیک په اړه څیړنې یو له بل وروسته راپورته کیږي.دا زموږ لپاره ستونزمنه ده چې دلته یې شمیرل کړو.په راتلونکي کې ممکن په ورځني ژوند کې د ګرافین څخه د ساحوي اغیزو ټیوبونه، د ګرافین څخه جوړ مالیکولر سویچونه او د ګرافین څخه جوړ مالیکولر کشف کونکي شتون ولري… ګرافین چې په تدریجي ډول د لابراتوار څخه بهر راځي په ورځني ژوند کې به روښانه شي.

موږ تمه کولی شو چې د ګرافین په کارولو سره د بریښنایی محصولاتو لوی شمیر به په نږدې راتلونکي کې څرګند شي.فکر وکړئ چې دا به څومره په زړه پورې وي که چیرې زموږ سمارټ فونونه او جالبوکونه ودرول شي ، زموږ په غوږونو کې بند شي ، زموږ په جیبونو کې ډک شي ، یا زموږ د لاسونو شاوخوا وتړل شي کله چې کار نه وي!