This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഗ്രാഫീന്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഗ്രാഫീന്‍
Grephene
ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ ഒറ്റപ്പാളി. ഒരു തേന്‍കൂട് ക്രിസ്റ്റല്‍ ലാറ്റിസില്‍ നിബിഡമായി അടുക്കിയ, ടജ2 ബന്ധനത്തിലുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ആറ്റങ്ങളുടെ, ഒരാറ്റം കനമുള്ള സമതലപാളിയാണ് ഗ്രാഫീന്‍. ഗ്രാഫൈറ്റ് പല ഗ്രാഫീന്‍ പാളികള്‍ ഒന്നിച്ച് അട്ടിവച്ചതുപോലെയാണ്. ഗ്രാഫൈറ്റ്, കാര്‍ബണ്‍ നാനോ ട്യൂബുകള്‍, ഫുള്ളെറീനുകള്‍ എന്നിവ ഉള്‍പ്പെട്ട ചില കാര്‍ബണ്‍ രൂപാന്തരങ്ങളുടെ (Carbon allotopes) അടിസ്ഥാന ഘടനാംശമാണ് ഗ്രാഫീന്‍. പരന്ന, ബഹുചാക്രിക, അരോമാറ്റിക ഹൈഡ്രോകാര്‍ബണുകളുടെ ശ്രേണിയില്‍ സീമാന്ത സ്ഥിതി (limiting case) ആകാവുന്ന തരം ബൃഹത്തായ ഒരു അരോമാറ്റിക തന്മാത്രയായും ഗ്രാഫീനെ കണക്കാക്കാം.
2009-ല്‍ സിലിക്കണ്‍ കാര്‍ബൈഡിലെ ഒറ്റപ്പാളി ഗ്രാഫീന്‍ ഉപയോഗിച്ച് ഹ്യൂസ് ഗവേഷണ ശാല(hughes Research Laboratories)യില്‍ വളരെ ഉയര്‍ന്ന ആവൃത്തിയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഉത്പാദിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. സിലിക്കണ്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളെക്കാള്‍ കാര്യക്ഷമതയിലും വേഗതയിലും മുന്‍പന്തിയിലാണ് ഗ്രാഫീന്‍ ട്രാന്‍സിസിറ്ററുകള്‍. ടച്ച് സ്ക്രീന്‍, സോളാര്‍സെല്‍, പ്രകാശ പാനലുകള്‍ മുതലായവയുടെ നിര്‍മാണത്തിനും ഗ്രാഫീന്‍ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കാനിടയുണ്ട്. കേവലം ഒരാറ്റം കനമുള്ള ഗ്രാഫീന്‍ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും നേര്‍ത്തതും ഏറ്റവും ബലമുള്ളതുമായ നാനോ വസ്തുവാണ്. ഉരുക്കിനെക്കാള്‍ 200 മടങ്ങ് ബലമുള്ളതാണ് ഗ്രാഫീന്‍. സുതാര്യവും ചൂടിന്റെയും വൈദ്യുതിയുടെയും നല്ല ചാലകവുമായ ഗ്രാഫീന്‍, വീട്ടുപകരണങ്ങളുടെ നിര്‍മാണത്തിലും ഗതാഗതരംഗത്തും ശ്രദ്ധേയമായ മാറ്റങ്ങള്‍ക്ക് വഴിതുറന്നേക്കാം. കംപ്യൂട്ടറുകളിലും മറ്റ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്ന സിലിക്കണ്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ക്കു പകരം ഗ്രാഫീന്‍ ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്താമെന്നാണ് ഈ രംഗത്തെ ഗവേഷകര്‍ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്.
ദ്വിമാനഘടനയുള്ളതുകൊണ്ട് ഗ്രാഫീന്‍ ഗുണമേന്മയേറിയ സെന്‍സര്‍ ആയും ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയും. അധിശോഷണം ചെയ്യപ്പെട്ട തന്മാത്രകളെ സംസൂചനം (detect) ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് ഗ്രാഫീന്‍ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു വാതക തന്മാത്ര ഗ്രാഫീന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍ അധിശോഷണം ചെയ്യപ്പെടുമ്പോള്‍, അധിശോഷണം നടക്കുന്നിടത്ത് വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തില്‍ വ്യതിയാനം അനുഭവപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം മറ്റു വസ്തുക്കളിലും ഉണ്ടാകാമെങ്കിലും ഗ്രാഫീന്റെ ഉയര്‍ന്ന വൈദ്യുത ചാലക സ്വഭാവവും കുറഞ്ഞ നോയ്സും (Noise) അതിനെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിലുണ്ടാകുന്ന വ്യത്യാസം സംസൂചനം ചെയ്യുന്ന കാര്യത്തില്‍ മേന്മയേറിയതാക്കുന്നു.
ചില നിശ്ചിത വൈദ്യുത ഗുണവിശേഷങ്ങള്‍ നല്കാനായി ഒരു പ്രത്യേക വിധത്തില്‍ മുറിച്ചെടുത്ത ഗ്രാഫീന്റെ ഒറ്റപ്പാളികളാണ് ഗ്രാഫീന്‍ നാനോ റിബണുകള്‍ (graphene nanoribbons - GNR) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. അവയുടെ അരികുകള്‍ എങ്ങനെയാണോ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത് അതനുസരിച്ച് വളഞ്ഞു പുളഞ്ഞോ മറ്റു പല ആകൃതികളോ അവയ്ക്കുണ്ടാകാം. നൂതന സാങ്കേതിക ഉപകരണങ്ങളില്‍ അര്‍ധചാലകമെന്ന നിലയില്‍ സിലിക്കണിനു പകരം ഗ്രാഫീന്‍ നാനോ റിബണുകള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്താന്‍ കഴിയുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്.
ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സര്‍ക്യൂട്ടുകളിലെ ഒരു ഘടകമായി വര്‍ത്തിക്കാന്‍ ആവശ്യമായ ഉത്തമ ഗുണവിശേഷങ്ങള്‍ ഗ്രാഫീന്‍ പ്രകടമാക്കുന്നു. ടച്ച് സ്ക്രീനുകള്‍, ലിക്വിഡ് ക്രിസ്റ്റല്‍ ഡിസ്പ്ളേകള്‍, ഓര്‍ഗാനിക ഫോട്ടോവോള്‍ട്ടാ സെല്ലുകള്‍, ഓര്‍ഗാനിക ലൈറ്റ് എമിറ്റിങ്ങ് ഡയോഡുകള്‍ എന്നിവയ്ക്കാവശ്യമായ സുതാര്യ ചാലക ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ നിര്‍മാണത്തിന് ഉയര്‍ന്ന വൈദ്യുതചാലകതയും ഉയര്‍ന്ന സുതാര്യതയുമുള്ള ഗ്രാഫീന്‍ ഒരുത്തമ വസ്തുവാണ്.
ഉപരിതല വിസ്തീര്‍ണവും പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള, അവിശ്വസനീയമാം വിധം ഉയര്‍ന്ന അനുപാതം കാരണം ഗ്രാഫീന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരനുപ്രയോഗം അള്‍ട്രാ കപ്പാസിറ്റേഴ്സിന്റെ കണ്ടക്ടീവ് പ്ളേറ്റുകളിലാണ്. ഇപ്പോള്‍ ലഭ്യമായതിനെക്കാള്‍ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജശേഖരണ സാന്ദ്രതയോടുകൂടിയ അള്‍ട്രാകപ്പാസിറ്റേഴ്സിന്റെ നിര്‍മാണത്തിന് ഗ്രാഫീന്‍ ഉപയോഗിക്കുവാന്‍ സാധിച്ചേക്കും. ഗ്രാഫീന്റെ പ്രത്യേക ഗുണവിശേഷങ്ങള്‍, പ്രതിവസ്തു നിര്‍വഹണപരമാക്കപ്പെട്ട (antibody functionalized) ഗ്രാഫീന്‍ പാളികളെ പ്രാണികളുടെയും സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെയും സംസൂചനത്തിനും രോഗ നിര്‍ണയത്തിനുമുള്ള ഉപകരണ നിര്‍മാണത്തിന് യോജിച്ച ഒരൊന്നാന്തരം വസ്തുവാക്കിത്തീര്‍ക്കുന്നു.
ദ്രുതഗതിയിലുള്ളതും ചെലവു കുറഞ്ഞതുമായ ഇലക്ട്രോണിക് ഡി.എന്‍.എ. അനുക്രമ നിര്‍ണയമാണ് ഗ്രാഫീന്റെ ഒരു പ്രധാന ജൈവ അനുപ്രയോഗം.
ഗ്രാഫീന്‍ സംബന്ധമായ ഗവേഷണം മാഞ്ചസ്റ്റര്‍ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരായ ആന്ദ്രേഗെയ്നും, കോണ്‍സ്റ്റാന്റിന്‍ നൊവോസെലോഫിനും 2010-ലെ ഊര്‍ജതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബല്‍ സമ്മാനം നേടിക്കൊടുത്തു.
