महत्त्वाच्या घटकांपासून उष्णता दूर करून किंवा तिचे वहन करून वीज वाहून नेण्याच्या ग्रॅफाइटच्या अद्वितीय क्षमतेमुळे, सेमीकंडक्टर, इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि अगदी आधुनिक बॅटरीच्या उत्पादनासह इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगांसाठी ते एक उत्तम साहित्य ठरते.
शास्त्रज्ञ आणि अभियंते ग्रॅफाइटच्या अणू पातळीवरील एका थराला ग्राफीन म्हणतात, आणि ग्राफीनचे हे पातळ थर गुंडाळून नॅनोट्यूबमध्ये वापरले जात आहेत. यामागे त्याची प्रभावी विद्युत वाहकता आणि या पदार्थाची विलक्षण ताकद व कडकपणा ही कारणे असू शकतात.
आजच्या कार्बन नॅनोट्यूबची रचना १३,२०,००,०००:१ पर्यंतच्या लांबी-व्यास गुणोत्तराने केली जाते, जे इतर कोणत्याही पदार्थापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. सेमीकंडक्टरच्या जगात अजूनही तुलनेने नवीन असलेल्या नॅनोटेकनॉलॉजीमधील वापराव्यतिरिक्त, हे लक्षात घेतले पाहिजे की बहुतेक ग्राफाइट उत्पादक अनेक दशकांपासून सेमीकंडक्टर उद्योगासाठी ग्राफाइटचे विशिष्ट ग्रेड बनवत आहेत.
२. विद्युत मोटर्स, जनरेटर आणि अल्टरनेटर
कार्बन ग्राफाइट सामग्रीचा वापर इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर आणि अल्टरनेटरमध्ये कार्बन ब्रशेसच्या स्वरूपात देखील वारंवार केला जातो. या प्रकरणात, "ब्रश" हे एक असे उपकरण आहे जे स्थिर तारा आणि हलणाऱ्या भागांच्या संयोजनामध्ये विद्युत प्रवाह वाहून नेते आणि ते सहसा फिरणाऱ्या शाफ्टमध्ये बसवलेले असते.
३. आयन इम्प्लांटेशन
इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगात आता ग्राफाइटचा वापर अधिक प्रमाणात होत आहे. याचा उपयोग आयन इम्प्लांटेशन, थर्मोकपल्स, इलेक्ट्रिकल स्विचेस, कपॅसिटर्स, ट्रान्झिस्टर्स आणि बॅटरीमध्येही केला जात आहे.
आयन इम्प्लांटेशन ही एक अभियांत्रिकी प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये एका विशिष्ट पदार्थाचे आयन विद्युत क्षेत्रात प्रवेगित केले जातात आणि दुसऱ्या पदार्थावर आघात करून त्याला अंतर्भूत केले जाते. ही आपल्या आधुनिक संगणकांसाठी मायक्रोचिप्सच्या उत्पादनात वापरल्या जाणाऱ्या मूलभूत प्रक्रियांपैकी एक आहे, आणि ग्रॅफाइटचे अणू हे सामान्यतः त्या अणूंपैकी एक प्रकार आहेत जे या सिलिकॉन-आधारित मायक्रोचिप्समध्ये अंतर्भूत केले जातात.
मायक्रोचिप्सच्या निर्मितीमधील ग्राफाइटच्या अद्वितीय भूमिकेव्यतिरिक्त, आता पारंपरिक कपॅसिटर आणि ट्रान्झिस्टरची जागा घेण्यासाठी देखील ग्राफाइट-आधारित नवकल्पनांचा वापर केला जात आहे. काही संशोधकांच्या मते, ग्राफिन हा सिलिकॉनला पूर्णपणे एक संभाव्य पर्याय असू शकतो. ते सर्वात लहान सिलिकॉन ट्रान्झिस्टरपेक्षा १०० पट पातळ आहे, विजेचे अधिक कार्यक्षमतेने वहन करते आणि त्यात असे विलक्षण गुणधर्म आहेत जे क्वांटम कंप्युटिंगमध्ये खूप उपयुक्त ठरू शकतात. ग्राफिनचा वापर आधुनिक कपॅसिटरमध्ये देखील केला गेला आहे. खरे तर, ग्राफिन सुपरकपॅसिटर हे पारंपरिक कपॅसिटरपेक्षा २० पट अधिक शक्तिशाली (२० वॅट/सेमी³ ऊर्जा उत्सर्जित करणारे) असल्याचे मानले जाते आणि ते आजच्या उच्च-शक्तीच्या लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा ३ पट अधिक मजबूत असू शकतात.
४. बॅटरी
जेव्हा बॅटरीचा (ड्राय सेल आणि लिथियम-आयन) विषय येतो, तेव्हा कार्बन आणि ग्राफाइट सामग्रीने येथेही महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे. पारंपारिक ड्राय-सेलच्या बाबतीत (ज्या बॅटरी आपण अनेकदा आपल्या रेडिओ, फ्लॅशलाइट, रिमोट आणि घड्याळांमध्ये वापरतो), एक धातूचा इलेक्ट्रोड किंवा ग्राफाइट रॉड (कॅथोड) ओलसर इलेक्ट्रोलाइट पेस्टने वेढलेला असतो आणि दोन्ही एका धातूच्या सिलेंडरमध्ये बंद केलेले असतात.
आजच्या आधुनिक लिथियम-आयन बॅटरींमध्येही ग्राफाइटचा वापर ॲनोड म्हणून केला जातो. जुन्या लिथियम-आयन बॅटरींमध्ये पारंपरिक ग्राफाइट सामग्रीचा वापर केला जात असे, परंतु आता ग्राफिन अधिक सहज उपलब्ध होत असल्याने, त्याऐवजी ग्राफिन ॲनोड वापरले जात आहेत — मुख्यत्वे दोन कारणांसाठी; १. ग्राफिन ॲनोड ऊर्जा अधिक चांगल्या प्रकारे टिकवून ठेवतात आणि २. ते पारंपरिक लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा १० पट जलद चार्जिंगची हमी देतात.
आजकाल रिचार्जेबल लिथियम-आयन बॅटरी अधिकाधिक लोकप्रिय होत आहेत. आता त्यांचा वापर आपल्या घरगुती उपकरणांमध्ये, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, लॅपटॉप, स्मार्ट फोन, हायब्रीड इलेक्ट्रिक कार, लष्करी वाहने आणि अंतराळ क्षेत्रातही सर्रास केला जातो.
पोस्ट करण्याची वेळ: १५ मार्च २०२१