विज्ञान ने आज पूरे दुनिया के अंदर हल चल मचा कर रखी है। खैर विज्ञान की तो कई सारी शाखाएँ हैं , परंतु जो रसायन विज्ञान की शाखा हैं न ! यह तो मानो हर एक दिन कुछ न कुछ करिश्मा करती ही जा रही है। हाल ही के समय में दुनिया का सबसे शक्तिशाली रासायनिक पदार्थ ग्राफिन (graphene in hindi) की अच्छे से खोज हो पाई है। यह पदार्थ विज्ञान के एक करिश्मे से कम नहीं हैं, क्योंकि इस पदार्थ को ले कर हम कई सारे ठोस और मजबूत चीजों का निर्माण कर सकते हैं।
यहाँ मेँ आपको बता दूँ की ग्राफिन (graphene in hindi) को आप हर एक दिन अपने हाथों से पकड़ते हैं , क्योंकि आपके रोजाना इस्तेमाल मेँ आने वाला पेंसिल इसी ग्राफिन (graphene uses and properties) से ही तो बनी हुई है।
खैर अब असल मुद्दे पर आते हैं , आज हम ग्राफिन के इस्तेमाल और अद्भुत गुणों के बारे मेँ (graphene in hindi) जानेंगे , क्योंकि यह सदी का सबसे बड़ा विचित्र पदार्थ भी है।
विषय - सूची
ग्राफिन के इस्तेमाल और इस के अनोखे गुण – Graphene Uses and Properties In Hindi :-
मित्रों! आगे बढ़ने से पहले मैं आपको बता दूँ की , यहाँ पर मैंने सबसे पहले ग्राफिन के गुण और उस के बाद इस के इस्तेमाल को दर्शाया है | इसलिए आप से अनुरोध है की लेख को आरंभ से शेष तक अवश्य पढ़ें।
ग्राफिन के अद्भुत गुण – Properties Of Graphene in Hindi
तो , चलिए ग्राफिन के गुणों को जानते हैं।
1. वैद्युतिक गुण – Electronic Properties :-
ग्राफिन शून्य ओवरलेप (zero-overlap semimetal) अणुओं से बना एक ताकतवर कार्बन उप-धातु है। इसी कारण से यह बिजली को सबसे अच्छे तरीके से अपने अंदर प्रवाहित कर सकता है। आम तौर पर कार्बन की वेलेंसी 4 होती है , इसलिए यह हर समय 4 अन्य अणुओं के साथ बॉन्ड बना करा एक युग्मज का निर्माण करता है।
परंतु ग्राफिन के बाहरी कक्षा मैं मौजूद 4 इलेक्ट्रॉन से मात्र 3 इलेक्ट्रॉन ही बॉन्ड का निर्माण करते हैं। बाकी बचा एक इलेक्ट्रॉन ग्राफिन के अंदर तीव्र विद्युत का संचार करवाता है। इसके अलावा ग्राफिन (graphene uses and properties) के अंदर मौजूद ‘Pi’ बॉन्ड भी इसके ज्यामिती (Geometry) को काफी प्रभावित करता है।
Photon की तरह हल्के होने के कारण यह कम समय के अंदर काफी तेजी से एक से दूसरी जगह गति कर सकते हैं | ग्राफिन 15,000 cm2.V-1.s-1 तक बिजली को प्रवाहित कर सकता हैं , जो की काफी ज्यादा है।
इतने ज्यादा मात्रा में बिजली को प्रवाहित कर पाने के कारण ग्राफिन को बिजली की “Ballistic Transporter” भी कहा जाता है।
2. यांत्रिक शक्ति – Mechanical Strength :-
जैसा की मैंने पहले ही कहा है , यह दुनिया का सबसे ताकतवर पदार्थ है। 0.142 नैनो-मिटर लंबे इसके अंदर मौजूद कार्बन बॉन्ड इस पृथ्वी मैं उपलब्ध सबसे मजबूत बॉन्ड है। यहाँ पर मैं आपको और भी बता दूँ की ग्राफिन (graphene uses and properties) का तन्यता शक्ति (Tensile Strength) 130,000,000,000 Pascal है , जी हाँ आपने सही सुना ! अगर हम इसको स्टील के साथ तुलना करने तो यह काफी ज्यादा है , क्योंकि स्टील का तन्यता शक्ति (Tensile Strength) मात्र 400,000,000 Pascal है।
शायद आपको अब अंदाजा लग ही गया होगा की ग्राफिन कितना ज्यादा मजबूत है। परंतु ठहरिए अब और एक अद्भुत बात के बारे में जानना बाकी है। दुनिया की सबसे ताकतबर पदार्थ होने के बाद भी , यह बहुत हाँ ! बहुत ही ज्यादा हल्का पदार्थ है। ग्राफिन (graphene uses and properties) के प्रति वर्ग मिटर आकार के चपटी चादर की वजन मात्र 0.77 मिली ग्राम है। आपको यहाँ पर बता दूँ की समान आकार के कागज के चादर की वजन ग्राफिन के चादर से 1000 गुना ज्यादा वजनी होता है।
वाकई में है न ग्राफिन एक विज्ञान का करिश्मा !
3. ऑप्टिकल गुण – Optical Properties :-
ग्राफिन का मोटाई मात्र एक अणु का है , परंतु यह अपने अंदर 2.3% रौनक को शोख सकता है | इसके इस अद्भुत गुण का एक मात्र कारण है इसके अनोखे वैद्युतिक गुण (electronic property) | इसी कारण से ग्राफिन (graphene uses and properties) की Opacity π=2.3% है।
ग्राफिन के इस्तेमाल – Uses of Graphene in hindi –
अब चलिए एक नजर ग्राफिन के इस्तेमाल के बारे में डाल लेते हैं।
1. दो-आयामी वाले चीजों को बनाने मेँ – Formation of 2D Material :-
ग्राफिन की पतली आकार इसे बहुत आसानी से दो-आयामी (2D) चीजों को बनाने के लिए उपयुक्त विकल्प बनाता है। ग्राफिन के जरिए बोरॉन नाईत्राइड और टंटानियम डाइसलफाइड आदि बहुत प्रकार के 2D क्रिस्टल बनाए जाते हैं।
बाद मेँ इन्हीं क्रिस्टल को इस्तेमाल करके रसायन विज्ञान मेँ बहुत प्रकार के कम्पाउण्ड बनाए जाते हैं।
2. सुपर कंडकटर (Super Conductor) का निर्माण :-
मित्रों ! मेँ यहाँ आपको बता दूँ की 2D क्रिस्टल को रसायन विज्ञान के जरिए सहज तरीके से समझ कर इससे बाद में सुपर कंडकटर बनाया जाता है।
मित्रों ! सुपर कंडकटर के जरिए बिजली को बिना किसी प्रतिरोध के एक से दूसरी जगह आसानी से ले जाया जा सकता है। इसलिए ग्राफिन (graphene in hindi) को इस काम के लिए चुना जाता है, क्योंकि इसकी विद्युत प्रवाहित करने का गुण काफी तेज और ज्यादा होता है।
3. थर्मल चीजों को बनाने के काम मे :-
आमतौर पर ग्राफिन को अपने बेहतरीन थर्मल गुण के कारण LED बल्ब और स्मार्ट फोन बनाने के काम मेँ इस्तेमाल किया जाता हैं| ग्राफिन एक अच्छे हिट-सिंक की तरह काम आता हैं , इसलिए यह समान और संतुलन के साथ ताप को वायुमंडल में बांट देता हैं जिससे कोई भी इलोट्रोनिक वस्तु बिजली के प्रतिरोधी ताप के बावजूद ठंडा रहता है।
4. शक्ति को संरक्षण करता है ग्राफिन :-
ग्राफिन की सतह क्षेत्र (surface area) से आयतन (volume) का अनुपात बहुत ज्यादा होने के कारण से , यह काफी तेजी से बिजली को सरंक्षित व प्रवाहित कर सकता है।
इसी कारण से इसे कई सारे फ्युल सेल (Fuel Cell) , कैपेसिटर और बैटरि को बनाने के समय इस्तेमाल में लिया जाता है।
5. कोटिंग , कई प्रकार से सेंसर और इलेक्ट्रोनिक चीजों को बनाने मेँ इस्तेमाल होता है ग्राफिन :-
ग्राफिन की जंग विरोधी गुण इसे धातुओं के ऊपर कोटिंग (coating) की तरह इस्तेमाल किया जाता हैं | इसको सक्षम व सटीक सेंसर (sensor) को बनाने के लिए भी इस्तेमाल किया जाता हैं |
इसके अलावा इसे डिस्प्ले और सोलर पैनल के बनाने के समय भी इस्तेमाल किया जाता हैं | मित्रों ! में यहाँ बता दूँ की ग्राफिन (graphene uses and properties) का इस्तेमाल इलेक्ट्रोनिक जगत मेँ बहुत ही ज्यादा हैं , आप इसकी मौजूदगी कई सारे इलेक्ट्रोनिक उत्पादों के अंदर पाएंगे।
कितना ताकतवर है ग्राफिन
ग्राफीन का यंग मॉड्यूल्स(Young Modulus) करीब 1.5 टेरापास्कल है जिसका मतलब है कि ये अपनी इलास्टिटी को 1.5 करोड़ किलोग्राम फोर्स पर सेंमी स्कवार पर भी नहीं छोड़ता है, ग्राफीन की शीट पर हर सेमी की एरिया पर आप 1.5 करोड़ किलो वेट भी रख दोगे तो ये भी बिलकुल डिफोर्म नहीं होगा। वहीं इसकी टेंसाइल स्ट्रेंथ की बात करें तो ये करीब 130 गीगापास्कल बनती है, जो की स्टील से 325 गुना और डायमंड से 46 गुना ज्यादा है, ग्राफीन इतना ताक़तवर है कि अगर आप इससे बेहद पतला 1 मीटर का कपड़ा बनाते हैं तो आप उस कपड़े में एक 5 किलो की बिल्ली को बैठा सकते हैं और इस कपड़े का वजन केवल बिल्ली के एक बाल के बराबर होगा, केवल 0.77 मिली ग्राम में आप 5 किलो तक के वजन को उठा सकते हो, ये इसी आकार के एक आम काग़ज़ से 1 हजार गुना हल्का है, इसी से आप समझ सकते हैं कि ये कितना ताक़तवर है।
