इलेक्ट्रॉनिक्स ऍप्लिकेशन्समध्ये ग्रेफाइटचा वापर

शास्त्रज्ञ आणि अभियंते अणु स्तरावर ग्रेफाइटच्या एका थराला ग्राफीन म्हणतात आणि ग्राफीनचे हे पातळ थर गुंडाळले जात आहेत आणि नॅनोट्यूबमध्ये वापरले जात आहेत. हे प्रभावशाली विद्युत चालकता आणि सामग्रीच्या अपवादात्मक ताकद आणि कडकपणामुळे आहे.

आजचे कार्बन नॅनोट्यूब 132,000,000:1 पर्यंत लांबी-ते-व्यास गुणोत्तराने बांधले गेले आहेत, जे इतर कोणत्याही सामग्रीपेक्षा लक्षणीयरीत्या मोठे आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजीमध्ये वापरल्या जाण्याव्यतिरिक्त, जे सेमीकंडक्टरच्या जगात अजूनही नवीन आहे, हे लक्षात घेतले पाहिजे की बहुतेक ग्रेफाइट उत्पादक अनेक दशकांपासून सेमीकंडक्टर उद्योगासाठी ग्रेफाइटचे विशिष्ट ग्रेड बनवत आहेत.

2. इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर आणि अल्टरनेटर

कार्बन ग्रेफाइट सामग्रीचा वापर इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर आणि अल्टरनेटरमध्ये कार्बन ब्रशच्या स्वरूपात केला जातो. या प्रकरणात "ब्रश" हे एक असे उपकरण आहे जे स्थिर वायर आणि हलत्या भागांच्या मिश्रणामध्ये विद्युत प्रवाह चालवते आणि ते सहसा फिरत्या शाफ्टमध्ये ठेवलेले असते.

3. आयन रोपण

ग्रेफाइट आता इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगात अधिक वारंवारतेसह वापरले जात आहे. आयन इम्प्लांटेशन, थर्मोकपल्स, इलेक्ट्रिकल स्विच, कॅपॅसिटर, ट्रान्झिस्टर आणि बॅटरीमध्येही याचा वापर केला जात आहे.

आयन इम्प्लांटेशन ही एक अभियांत्रिकी प्रक्रिया आहे जिथे एखाद्या विशिष्ट सामग्रीचे आयन विद्युत क्षेत्रामध्ये प्रवेगित केले जातात आणि गर्भधारणेच्या रूपात दुसर्या सामग्रीवर प्रभावित होतात. आमच्या आधुनिक संगणकांसाठी मायक्रोचिपच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मूलभूत प्रक्रियांपैकी ही एक आहे आणि ग्रेफाइट अणू हे विशेषत: या सिलिकॉन आधारित मायक्रोचिपमध्ये मिसळलेल्या अणूंपैकी एक आहेत.

मायक्रोचिपच्या निर्मितीमध्ये ग्रेफाइटच्या अनोख्या भूमिकेशिवाय, ग्रेफाइट आधारित नवकल्पनांचा वापर आता पारंपारिक कॅपेसिटर आणि ट्रान्झिस्टर बदलण्यासाठी केला जात आहे. काही संशोधकांच्या मते, ग्राफीन हा संपूर्णपणे सिलिकॉनचा संभाव्य पर्याय असू शकतो. हे सर्वात लहान सिलिकॉन ट्रान्झिस्टरपेक्षा 100 पट पातळ आहे, वीज अधिक कार्यक्षमतेने चालवते आणि त्यात विदेशी गुणधर्म आहेत जे क्वांटम संगणनामध्ये खूप उपयुक्त ठरू शकतात. आधुनिक कॅपेसिटरमध्येही ग्राफीनचा वापर करण्यात आला आहे. खरेतर, ग्राफीन सुपरकॅपॅसिटर हे पारंपारिक कॅपेसिटर (20 W/cm3 सोडणारे) पेक्षा 20x पट अधिक शक्तिशाली आहेत, आणि ते आजच्या उच्च-शक्तीच्या, लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा 3x पट अधिक शक्तिशाली असू शकतात.

4. बॅटरी

जेव्हा बॅटरीचा (ड्राय सेल आणि लिथियम-आयन) विचार केला जातो, तेव्हा येथे देखील कार्बन आणि ग्रेफाइट सामग्री महत्त्वपूर्ण आहे. पारंपारिक ड्राय-सेलच्या बाबतीत (आम्ही आमच्या रेडिओ, फ्लॅशलाइट्स, रिमोट आणि घड्याळांमध्ये अनेकदा वापरतो त्या बॅटरी), एक धातूचा इलेक्ट्रोड किंवा ग्रेफाइट रॉड (कॅथोड) ओलसर इलेक्ट्रोलाइट पेस्टने वेढलेला असतो आणि दोन्ही आत अंतर्भूत असतात. एक धातूचा सिलेंडर.

आजच्या आधुनिक लिथियम-आयन बॅटरी ग्रेफाइटचा वापर करत आहेत — एनोड म्हणून. जुन्या लिथियम-आयन बॅटऱ्या पारंपारिक ग्रेफाइट साहित्य वापरत होत्या, तथापि आता ग्राफीन अधिक सहज उपलब्ध होत असल्याने, आता त्याऐवजी ग्राफीन ॲनोड वापरले जात आहेत — मुख्यतः दोन कारणांसाठी; 1. ग्राफीन एनोड्समध्ये ऊर्जा चांगली असते आणि 2. हे पारंपारिक लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा 10x पटीने अधिक वेगवान चार्ज वेळेचे वचन देते.

रिचार्ज करण्यायोग्य लिथियम-आयन बॅटरी आजकाल अधिकाधिक लोकप्रिय होत आहेत. ते आता आमच्या घरगुती उपकरणे, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, लॅपटॉप, स्मार्ट फोन, हायब्रिड इलेक्ट्रिक कार, लष्करी वाहने आणि एरोस्पेस अनुप्रयोगांमध्ये देखील वापरले जातात.