மின்னணுவியல் பயன்பாடுகளில் கிராஃபைட்டின் பயன்பாடு

விஞ்ஞானிகளும் பொறியாளர்களும் அணு மட்டத்தில் உள்ள கிராஃபைட்டின் ஒற்றை அடுக்கை கிராஃபீன் என்று அழைக்கின்றனர், மேலும் இந்த மெல்லிய கிராஃபீன் அடுக்குகள் சுருட்டப்பட்டு நானோகுழாய்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதற்குக் காரணம், அம்பொருளின் ஈர்க்கக்கூடிய மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் அதன் அசாதாரணமான வலிமை மற்றும் விறைப்புத்தன்மை ஆகியவையாக இருக்கலாம்.

இன்றைய கார்பன் நானோகுழாய்கள் 132,000,000:1 வரையிலான நீள-விட்டம் விகிதத்தில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன, இது வேறு எந்தப் பொருளையும் விட கணிசமாகப் பெரியதாகும். குறைக்கடத்திகள் உலகில் இன்னும் ஒப்பீட்டளவில் புதியதாக இருக்கும் நானோ தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தப்படுவதைத் தவிர, பெரும்பாலான கிராஃபைட் உற்பத்தியாளர்கள் பல தசாப்தங்களாக குறைக்கடத்தித் தொழில்துறைக்காக குறிப்பிட்ட தரங்களிலான கிராஃபைட்டைத் தயாரித்து வருகின்றனர் என்பதும் குறிப்பிடத்தக்கது.

2. மின் மோட்டார்கள், மின்னாக்கிகள் மற்றும் மாற்று மின்னியக்கிகள்

கார்பன் கிராஃபைட் பொருளானது, மின் மோட்டார்கள், ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் ஆல்டர்னேட்டர்களில் கார்பன் பிரஷ்கள் வடிவில் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதில், ஒரு “பிரஷ்” என்பது நிலையான கம்பிகளுக்கும் நகரும் பாகங்களின் தொகுப்பிற்கும் இடையில் மின்னோட்டத்தைக் கடத்தும் ஒரு சாதனமாகும், மேலும் இது பொதுவாக ஒரு சுழலும் தண்டில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும்.

3. அயனி பதியவைப்பு

கிராஃபைட் தற்போது மின்னணுவியல் துறையில் அதிகளவில் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. இது அயனிப் பதியவைப்பு, வெப்பமின் இரட்டைகள், மின் நிலைமாற்றிகள், மின்தேக்கிகள், டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் மின்கலங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அயனிப் பதியவைப்பு என்பது ஒரு பொறியியல் செயல்முறையாகும். இதில், ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளின் அயனிகள் மின்புலத்தில் முடுக்கிவிடப்பட்டு, உட்செறிவூட்டல் வடிவில் மற்றொரு பொருளின் மீது மோதுகின்றன. இது நமது நவீன கணினிகளுக்கான நுண்சில்லுகளின் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை செயல்முறைகளில் ஒன்றாகும். மேலும், இந்த சிலிக்கான் அடிப்படையிலான நுண்சில்லுகளில் பொதுவாகச் செலுத்தப்படும் அணுக்களின் வகைகளில் கிராஃபைட் அணுக்களும் ஒன்றாகும்.

மைக்ரோசிப்களின் உற்பத்தியில் கிராஃபைட்டின் தனித்துவமான பங்கு மட்டுமின்றி, கிராஃபைட் அடிப்படையிலான கண்டுபிடிப்புகள் தற்போது பாரம்பரிய மின்தேக்கிகள் மற்றும் டிரான்சிஸ்டர்களுக்குப் பதிலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சில ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, கிராஃபீன் சிலிக்கானுக்கு முற்றிலும் ஒரு சாத்தியமான மாற்றாக இருக்கலாம். இது மிகச்சிறிய சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டரை விட 100 மடங்கு மெல்லியதாகவும், மின்சாரத்தை மிகவும் திறமையாகக் கடத்துவதாகவும் உள்ளது. மேலும், குவாண்டம் கணினியியலில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கக்கூடிய தனித்துவமான பண்புகளையும் இது கொண்டுள்ளது. கிராஃபீன் நவீன மின்தேக்கிகளிலும் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. உண்மையில், கிராஃபீன் சூப்பர் மின்தேக்கிகள் பாரம்பரிய மின்தேக்கிகளை விட 20 மடங்கு அதிக சக்தி வாய்ந்தவை (20 W/cm³ ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன) என்றும், இன்றைய உயர் சக்தி வாய்ந்த லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களை விட 3 மடங்கு வலிமையானவை என்றும் கூறப்படுகிறது.

4. பேட்டரிகள்

பேட்டரிகளைப் (உலர் மின்கலம் மற்றும் லித்தியம்-அயன்) பொறுத்தவரையிலும், கார்பன் மற்றும் கிராஃபைட் பொருட்கள் முக்கியப் பங்கு வகித்துள்ளன. ஒரு பாரம்பரிய உலர் மின்கலத்தைப் பொறுத்தவரை (நமது ரேடியோக்கள், கைவிளக்குகள், ரிமோட்டுகள் மற்றும் கைக்கடிகாரங்களில் நாம் அடிக்கடி பயன்படுத்தும் பேட்டரிகள்), ஒரு உலோக மின்முனை அல்லது கிராஃபைட் தண்டு (எதிர்மின்முனை) ஈரமான மின்பகுளிக் கூழால் சூழப்பட்டிருக்கும், மேலும் இவை இரண்டும் ஒரு உலோக உருளைக்குள் அடைக்கப்பட்டிருக்கும்.

இன்றைய நவீன லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளும் கிராஃபைட்டை ஆனோடாகப் பயன்படுத்துகின்றன. பழைய லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் பாரம்பரிய கிராஃபைட் பொருட்களைப் பயன்படுத்தின, இருப்பினும் இப்போது கிராஃபீன் எளிதாகக் கிடைப்பதால், அதற்குப் பதிலாக கிராஃபீன் ஆனோடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன — முக்கியமாக இரண்டு காரணங்களுக்காக; 1. கிராஃபீன் ஆனோடுகள் ஆற்றலைச் சிறப்பாகத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன மற்றும் 2. இது ஒரு பாரம்பரிய லித்தியம்-அயன் பேட்டரியை விட 10 மடங்கு வேகமான மின்னேற்ற நேரத்தை உறுதியளிக்கிறது.

மீண்டும் மின்னேற்றம் செய்யக்கூடிய லித்தியம்-அயன் மின்கலங்கள் இப்போதெல்லாம் மிகவும் பிரபலமாகி வருகின்றன. அவை இப்போது நமது வீட்டு உபகரணங்கள், கையடக்க மின்னணு சாதனங்கள், மடிக்கணினிகள், ஸ்மார்ட் போன்கள், கலப்பின மின்சாரக் கார்கள், இராணுவ வாகனங்கள் மற்றும் விண்வெளிப் பயன்பாடுகளிலும் கூட அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன.